基于无差拍控制和重复控制的能馈型交流电子负载研究

如何开发能准确模拟期望的负载特性并将能量单位功率因数回馈电网的交流电子负载,是电子负载作为电源测试装置的关键问题。为此,提出了基于无差拍控制和重复控制的复合控制策略。带补偿的无差拍控制能够提高控制器的快速性,重复控制能够实现较好的系统稳态性能。并基于MATLAB对所设计的复合控制方法进行了仿真验证。试验结果表明,策略动态响应快、稳态误差小,能有效实现模拟负载和并网的功能。     

基于无差拍控制的PMSM电流预测控制算法

在传统的离散化矢量控制系统中,由于电流采样和PWM占空比更新等数字延时的存在,限制了PMSM控制系统在动态过程中对电机电流的控制能力.为了提高系统电流环性能拓展其带宽,在同步旋转轴系下,基于无差拍控制原理,提出了一种对电机电流的离散化预测控制算法.在理论上消除了矢量控制系统中的各种数字延时,提高了电机电流的控制能力.最后使用1台750 W的永磁同步伺服系统验证了这种算法的性能,实验结果表明永磁同步电机电流预测控制算法有效地提高了伺服系统电流环的动态性能和稳态精度.     

基于自适应预测算法的谐波电流无差拍控制

基于单相并联有源电力滤波器,提出一种无差拍控制策略。随着数字控制技术的发展,无差拍控制在有源电力滤波器控制中的地位越来越重要。虽然该技术响应快、精度高,但由于采样以及处理器计算的延时,系统容易不稳定。文中提出了一种自适应预测算法,可预测两个采样周期后的参考电流,有效消除延时,保证系统稳定性。无差拍控制与自适应预测结合使用,可有效降低稳态时各次谐波电流的含有率和电流总谐波畸变率,并在负载变化时能快速跟踪上谐波电流的变化。通过仿真在单相并联有源电力滤波器上实现了该算法,并将其与线性预测方法进行了比较,证明了它具有精度高、响应快的特点。     

感应电机无差拍模型预测转矩控制研究

传统模型预测控制（MPC）在三相两电平逆变器驱动感应电机系统中需对所有电压矢量进行滚动优化预测,计算成本高,实施难度大。为此,提出一种无差拍（DB）MPC,将滚动优化预测电压矢量从8个减少到3个。通过求解DB电压矢量和对DB扇区的划分,根据空间电压矢量位置确定扇区,只将扇区内矢量进行单步滚动优化预测,输出相对应的最优开关状态。仿真结果表明:DB预测转矩控制在减轻系统计算负担情况下,达到与传统MPC几乎相同的稳态跟踪性能。     

PWM整流器无差拍电流控制中稳定性问题研究

控制延时和系统参数变化是无差拍控制的主要缺点,会导致系统振荡以至不稳定。为得到稳定性与控制延时和系统参数变化的对应关系,提出一种基于w′变换的稳定性判断新方法。首先建立考虑延时和系统参数变化的新电流环传递函数,然后通过w′变换将z域的新传递函数变换到w′域。利用低频段w′域与s域的相似性,借助波特图和Routh判据,得出了系统稳定性与延时及电感参数变化的确切对应关系,并给出了解决稳定性问题的具体方法。样机实验验证了理论分析的正确性。     

基于无差拍控制的并网逆变器

在研究并网逆变器基本原理的基础上,设计了基于无差拍控制的并网逆变器。阐述了采用无差拍控制技术实现并网电流对市电电压的跟踪和参考电流信号的控制,同时给出了基于TMS320LF2407A的系统软件设计程序流程图,并进行了样机实验。实验结果表明,该控制策略简单、有效,系统的并网电流波形较好。     

感应电机磁链与转矩无差拍控制

为了降低感应电机模型预测转矩控制(MPTC)系统的转矩脉动、进一步减小磁链脉动,提出一种磁链和转矩无差拍控制策略。仿真结果表明：磁链和转矩无差拍控制下,感应电机系统运行良好。与MPTC相比,所提策略的转矩脉动均方根差（RMSE）降低87.84%,磁链脉动RMSE降低97.83%,电流总谐波失真（THD）降低94.21%。与转矩无差拍模型预测控制相比,所提策略的转矩脉动略有增大,但磁链脉动RMSE降低96.77%,电流THD降低90.03%。实时性试验结果表明：磁链和转矩无差拍控制计算简单,实时性好,计算耗时为MPTC的4.79%、转矩无差拍模型预测控制的5.29%。     

三相四桥臂APF改进型无差拍控制策略研究

介绍了无差拍控制的原理、平推算法及由此产生的误差。给出了重复预测型谐波电流观测器结构,详细说明了该观测器算法及工作原理,并介绍了其稳定工作的充分条件。在Matlab、Simulink环境中建立仿真模型并设定相关参数,仿真结果验证了算法、模型的正确性。最后介绍了相关的实验及结果,再次论证了算法及控制策略的正确性。     

基于无差拍并联逆变器并网和环流控制研究

传统并网并联逆变器存在大量的PI参数,具有动态响应慢和参数难调等缺点,为此本文提出一种新型无差拍电流预测控制,具有动态响应快、控制精度高、并网电流畸变小的优点。为了进一步解决并联逆变器固有的环流问题,本文提出一种新型注入零序分量SPWM调制策略实现环流抑制。本文在分析并联逆变器模型的基础上,发现通过改变零序分量可以抑制环流,提出了无差拍预测控制实现环流抑制。实验结果验证了本文提出的新型注入零序分量SPWM调制策略可以同时实现并网电流跟踪快速和环流控制问题。     

基于无差拍控制逆变器的负载性质在线识别及参数估算方法

无差拍控制是一种基于对象精确数学模型的控制方法,其不足是控制器参数对控制对象参数的依赖性很强,对象参数变化,要求控制器参数也作相应变化,否则,会造成很大的控制误差。该文结合无差拍控制逆变器的特点,提出了一种负载性质在线识别和参数估算的新方法,很好地解决了传统无差拍控制逆变器控制器参数难与控制对象参数精确配合的问题。通过计算机仿真,证明了该方法的切实可行性。     

电能质量调节器的改进无差拍控制

传统的无差拍控制是精确数学模型的控制方法,其控制特性受系统参数变化影响较大。为了提高系统的跟踪精度．提出在线辨识参数的改进无差拍控制策略。分期实时地修正控制参数,使其对系统参数的变化具有良好的适应性。从而有效地改善了系统的跟随性能。     

Design of deadbeat control system using multirate controller and its application to speed control of induction motor

This paper proposes a design method of an optimal deadbeat control system that takes into account the response between the sampling instant. The sequence of the deadbeat control signal that minimizes the quadratic performance index for the manipulated variable and deviation can be obtained easily from the matrix computation using the step response of the system. Then, the series compensation controller and series integral + local feedback compensation controller with fictitious sampler can be designed by using sequence of the control signal. The results of a computer simulation by the present method and application of this method to a speed control system of the inverter-fed induction motor have been studied in order to explore the control effect. The method seems to be useful for practical application. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn, 118 (1): 83–92, 1997     

基于无差拍控制的光伏电站低电压穿越技术的研究

随着光伏电站接入电网容量的不断增大,在电网发生扰动或故障情况下,光伏并网系统的脱网会进一步给电网带来不利影响。并网光伏电站应具备低电压穿越(Low Voltage Ride Through, LVRT)能力。在电流无差拍预测控制的基础上,对控制系统进行了改进。在低电压期间,通过发出无功功率支撑电网电压的恢复,采用限幅控制防止电流增大,投入并联卸荷电阻限制直流侧电压的升高,实现光伏电站的低电压穿越。最后采用新能源电力系统国家重点实验室中的光伏系统参数,建立仿真模型并进行了验证。结果表明在电网发生电压跌落时,     

DVR电压波形跟踪无差拍控制方法

针对动态电压恢复器DVR(Dynamic Voltage Restorer)电压补偿信号的不确定性,根据选择的DVR逆变电路进行了无差拍控制算法研究。对于任意负载模型。利用系统的状态方程和状态变量的信息,结合状态观测器和电压、电流预测算法,推算出下一采样周期的逆变器开关控制量,使输出电压跟踪参考电压。实现了对不确定电压补偿分量的跟踪补偿控制。提出了一个具体的实现方案,仿真结果验证了算法的正确性和可行性。     

基于无差拍电流控制的MMC-HVDC系统控制策略研究

随着电平数的增加,基于dq0旋转坐标系MMC-HVDC的控制器运算量会非常大。为了提高运算速度,根据MMC换流器的等效电路设计了基于三相静止坐标系下的MMC-HVDC系统控制器。该控制器将无差拍电流控制与最近电平调制算法相结合,并对电流参考值的采样选取方法进行了改进,提高了控制器精度。该控制器不仅动态响应快,精度高,实现了解耦控制,而且减少了坐标转换与PI调节环节,降低了控制系统的运算量。通过在PSCAD/EMTDC下建立MMC-HVDC的仿真模型,仿真结果验证了控制器的有效性。     

A design method for continuous deadbeat control systems

Deadbeat control of discrete‐time systems has attracted particular interest because it ensures setting the deviation response to zero within finite time and affords fast responsiveness. By using controllers which include a delay element, however, the deadbeat characteristics can be realized in the continuous‐time domain, and such a tracking system has been obtained. In this paper, we propose a new design method of continuous deadbeat control systems without using delay elements. Our new controller is composed of a digital deadbeat compensator using state feedback and a series smoothing filter. Illustrative numerical examples are presented. The method proposed here is very simple compared with other methods and it seems to be useful for practical applications. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 127(2): 42–48, 1999     

UPS逆变器的渐近收敛无差拍控制

传统无差拍控制应用于UPS逆变器,存在对系统参数变化的鲁棒性问题.本文提出了一种新的控制方案-渐近收敛无差拍控制.该方案与传统无差拍控制的区别是,不是将正弦信号作为参考电压,而是采用当前的输出电压和正弦信号的加权平均作为下一控制周期的目标量.基于DSP搭建了1kVA/700W的实验样机.理论分析和实验结果表明,渐近收敛无差拍控制有良好的稳态性能和快速的动态响应,对系统参数的变化有较好的鲁棒性.     

三相三线制有源滤波器的改进无差拍控制

针对平推预测无差拍控制存在稳态误差的问题,提出了一种改进的有源电力滤波器控制策略。该方法将重复控制器嵌入基于平推预测的无差拍控制,结合重复控制和无差拍控制优势,弥补无差拍控制的固有缺陷,快速消除每一采样周期的稳态误差。根据有源电力滤波器的数学模型,得到应用于电流环的无差拍控制算法,给出了重复无差拍控制电流环各个子环节的设计过程。基于Matlab仿真环境和物理实验平台对所提控制策略进行分析,验证了所提方法的有效性和优越性。