三相PWM整流器的状态误差PCH控制与仿真研究

采用一种新的状态误差端口受控哈密顿(PCH)和能量成形控制方法,实现三相电压型PWM整流器的单位功率因数和输出直流电压恒定控制。在d-q旋转坐标系下给出三相电压型PWM整流器的PCH模型,构建了期望的闭环状态误差PCH系统。根据系统的设计目标和引入比例积分控制确定期望的平衡点。基于能量成形原理选取了期望的闭环哈密顿函数,通过互联和阻尼配置设计了控制器。利用SVPWM信号变换控制整流桥。仿真结果表明,系统达到了控制目标且具有良好的负载扰动抑制能力。     

具有阻感性负载PWM整流器的PCH建模与控制

基于能量成型和端口受控哈密顿(port-controlled Hamiltonian,PCH)控制方法,研究了阻感性负载PWM整流器的建模与控制问题。在三相电压型PWM整流器的状态平均模型基础上,通过等功率坐标变换得到其在d-q旋转坐标系下的PCH模型,以系统的设计目标为依据确定了期望的平衡点,并利用互联和阻尼配置方法设计了系统的控制器,引入PI控制作用有效抑制了稳态误差。采用Matlab/Simulink进行系统的仿真试验,仿真结果验证了PCH控制方法的有效性。     

三相PWM整流器PCH功率建模与变阻尼控制

针对三相电压型(pulse-width modulation,PWM)整流器的能量成形和端口受控哈密顿(PCH)控制中恒阻尼注入存在的问题,本文建立了三相PWM整流器的功率PCH模型,设计了三相电压型PWM整流器的PCH控制器,并采用跟踪微分器调整注入控制系统的阻尼值,实现了整流器的变阻尼控制。仿真结果表明,当阻尼注入较小时,电压达到稳态时较慢;当阻尼注入较大时,电压输出会有较大的超调,稳定性差,因此选择合适的输入函数和参数值,可以实现阻尼值按期望变化。该方法实现了三相PWM整流器的单位功率因数运行,输出电压快速达到设定值并且保持恒定,满足了控制要求,并为电力电子功率变换提供了新途径。     

基于李雅普诺夫方法的阻感性负载PWM整流器控制

针对PWM整流器在控制过程中存在的问题,本文基于能量的观点研究了阻感性负载的三相电压型PWM整流器的建模与控制。建立了PWM整流器dq旋转坐标下的数学模型,根据系统的控制目标确定了期望的平衡点,并分析了系统在平衡点的稳定性,同时采用李雅普诺夫方法通过注入阻尼得到PWM整流器的控制器,并在MATLAB/Simulink环境中进行了仿真分析,仿真结果表明,该系统稳态性能较好,能够抑制负载扰动,并且具有良好的电压跟踪和单位功率因数控制性能。该控制器具有广阔的应用前景。     

基于端口受控哈密顿方法的Buck-Boost变换器控制

应用一种新的端口受控哈密顿(PCH)系统方法,研究了Buck-Boost变换器的建模与PWM控制问题。首先,建立了Buck-Boost变换器的PCH系统数学模型。然后,利用互联和阻尼配置的能量成形方法,给出了Buck-Boost变换器的反馈镇定原理。根据其稳态特性确定了系统期望的平衡点,分析了Buck-Boost变换器平衡点的稳定性,最后设计了控制器。仿真结果表明,该控制器具有很好的性能和应用前景。     

三相PWM整流器的哈密顿与滑模协调控制研究

针对三相电压型(pulse-width modulation,PWM)整流器传统单一的控制方法存在的不足,滑模控制的稳态特性较差以及哈密顿控制的动态响应较慢等问题,本文设计了基于滑模和哈密顿控制的PWM整流器的协调控制策略。首先在三相PWM整流器拓扑的基础上建立数学模型,分别设计出整流器状态误差哈密顿控制器和滑模控制器,在此基础上设计出协调控制策略,并分析了系统稳定性,协调控制能达到直流输出恒定和单位功率因数运行目标。仿真实验结果表明,PWM整流器的哈密顿与滑模协调控制能够满足整流要求,同时具有快速的动态性能和优良的稳态性能。该研究验证了协调控制的可行性,为PWM整流器的控制策略的研究开启了新思路。     

永磁同步电机传动系统能量成形控制仿真研究

针对功率变换器和永磁同步电机（PMSM）构成的传动系统,基于能量成形和端口受控哈密顿（PCH）系统理论,研究其速度控制问题。建立了PMSM的PCH非线性数学模型,在负载转矩恒定已知和恒定未知情况下,设计了系统的速度控制器。根据最大转矩／电流（MTPA）控制原理确定了系统的期望平衡点,分析了平衡点的稳定性。利用PWM信号变换方法控制功率变换器各开关器件的导通占空比,实现隐极PMSM的速度调节。利用Matlab／Simulink仿真,结果表明,系统具有很好的负载扰动抑制能力和转速跟踪性能。     

基于Matlab的三相电压型PWM整流器的仿真研究

建立了三相电压型PWM整流器在三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型,研究了基于空间矢量的控制策略。在此基础上设计了三相电压型PWM整流器控制系统,并在Matlab中进行了系统仿真。仿真结果表明．设计方法可行,仿真模型正确。     

基于反向解耦的PWM整流器分数阶内模控制

针对三相电压型PWM整流器提出一种新型的双闭环控制策略。基于同步旋转坐标系下PWM整流器的数学模型,利用反向解耦方法实现电流环的完全解耦,且避免了复杂的矩阵求逆运算;根据内模控制(internal model control, IMC)原理,设计了电流环IMC-PI控制器,该控制器仅有一个可调参数;在电压外环控制器的设计中,将IMC与分数阶控制(fractional order control, FOC)相结合,给出一种分数阶内模控制器的设计方法,并利用系统截止频率和最大灵敏度指标,实现了控制器参数的鲁棒整定。仿真结果表明,所提方法可使系统具有更好的动态响应及抗扰性能。     

基于Saber的空间矢量PWM实现方法

为研究基于Saber的PWM整流器的控制,在分析了空间矢量PWM原理的基础上,设计了一种基于Saber和MAST语言的空间矢量PWM波形的产生方法,并应用于三相电压型PWM整流器的系统仿真.仿真结果验证了该设计的正确性和可行性.     

基于双VSR的风电机组并网控制策略

针对兆瓦级永磁同步发电机组并网的控制要求,基于三相电压型脉宽调制（PWM）整流器的数学模型,重点研究了直接电流控制双闭环级联结构的三相电压型PWM整流器和基于SVPWM的三相电压型PWM整流器的控制系统设计,提出基于双电压型PWM整流器（VSR）的风力发电机组的并网控制策略,并建立该控制策略的等效电路模型.通过对该并网控制策略等效电路模型的仿真分析,验证了PWM整流器的升压整流特性;同时,该等效电路输出的三相交流相电流总谐波畸变率仅为1.64%,电流波形正弦度良好.仿真结果验证了该并网控制策略的可行性．     

基于哈密顿系统原理的PMSM自适应阻尼注入控制

基于能量成形和端口受控哈密顿（PCH）系统原理,针对永磁同步电机（PMSM）参数不确定性所引起的转速误差,利用自适应阻尼注入控制方法,设计了负载转矩恒定已知和未知情况下的控制器。采用最大转矩/电流（MTPA）控制原理确定系统期望平衡点,并分析其稳定性。仿真结果表明,将自适应阻尼注入控制方法应用到PMSM的PCH控制中,对参数不确定性所引起的转速误差具有很好的抑制作用,从而使系统具有较好的转速跟踪性能。     

三相电压型PWM整流器主电路的设计与仿真

给出了三相电压型PWM整流器在三相静止坐标系和两相同步旋转坐标系下的数学模型．选择固定开关频率的直接电流控制策略,采用电压外环和电流内环双闭环控制结构,按此方法给出了电压和电流PI调节器设计的方法,同时给出了交流侧电感和直流侧电容取值的设计．在MATLAB的SIMULINK环境下建立系统的仿真模型,仿真结果验证了主电路参数设计的正确性．     

一种新型双闭环三相PWM整流器的仿真研究

采用一种基于输入输出电流解耦反馈的控制策略和PI调节方法,以三相整流器在d-q同步旋转坐标系中的模型为基础,建立电流内环和电压外环的PWM整流器简化数学模型,并且运用MATLABR2009a建立系统仿真模型,保证输出电压的稳定性。