线性化模型下二阶逆变器的混沌控制

针对线性化模型下二阶逆变器发生的非线性分岔与混沌行为,加入控制手段增加稳定域与抗扰性。首先构建了二阶逆变器的系数线性化迭代模型,运用分岔图、折叠图再现了其产生的混沌行为,并寻求系统的Jacobian矩阵和平衡点。然后加入延时反馈控制,并基于朱里判据给出了控制参数的限定条件。最后为说明所加入混沌控制方法的优越性,开展了数值仿真模拟实验。结果表明,延时反馈控制使系统比例参数K的分岔值从0.573后移至0.973,且当直流源输入侧电压突变时,系统仍保持在稳定运行状态。表明施加延时反馈控制后,二阶逆变器运行的稳定域增加且整体的抗扰性增强。     

高频磁集成Buck-Boost稳定运行参数域研究

研究高频磁集成双向Buck-Boost变换器非线性行为并探求其稳定运行参数域。采用改进型平均开关网络法,建立其Buck模态下的小信号模型,并对其一个开关周期状态变量进行平均化和线性化处理,推导出变换器高频运行时稳态状态方程,再依此建立起变换器Buck模态下,连续运行时的精确化离散迭代映射模型,利用Jacobian矩阵,探求稳定参数域、分岔行为和混沌现象与输入电压、耦合电感设计和滤波电容之间的关系,确定两种模式下系统的稳定运行区域及其参数的归一化选取准则。     

基于新型空间矢量调制策略的双输出-双级矩阵变换器研究

双输出-双级矩阵变换器(dual-output two-stage matrix converter,DO-TSMC)可以实现功率双向流动,其输出端9开关逆变级可以实现2组三相交流输出以驱动2组负载,同时也具有三相输入/输出正弦、输入功率因数可调等优点.在分析该变换器拓扑及其工作原理的基础上,提出了一种按照比例系数分配各逆变级作用时间的新型空间矢量调制策略,能够灵活地调节2组逆变级的输出电压范围,可以实现相同频率和不同频率2种模式输出,推导了在该调制策略下的输入电流、直流平均电流和2组逆变级输出电压及电压传输比的表达式.仿真算例结果验证了该策略的有效性.     

具有主动阻尼特征的LCL并网逆变器状态反馈控制方法

网侧阻抗波动与数字控制延迟会影响到LCL滤波器型并网逆变电源的稳定运行。针对该问题,在考虑到数字延迟的基础上,建立系统的离散化状态空间模型,并进行状态反馈特征分析,据此研究一种具备主动阻尼特征的状态反馈控制方法。该方法将公共耦合点电压作为系统的状态变量,分析该状态变量反馈对网侧阻抗波动引入的稳定性问题的改善作用。另外,在仅对网侧电感电流采样的基础上,研究对逆变电流进行状态重构与离散系统状态拓展方法,并通过这些状态变量的反馈控制设计,改善系统的稳定裕度与参数适应性。通过仿真与实验进行验证,结果证明分析的正确性以及控制方法的可行性和有效性。     

单相光伏并网逆变器输入电流波动问题研究

单相光伏逆变并网功率电路采用两级形式,前级Boost电路升压,后级全桥逆变完成直流到交流的转换.该拓扑由于输出功率为交流,输入功率为固定值,使系统在功率传递过程中存在波动,从而导致输入电流波动.对功率传递过程进行了详细分析,对母线电容电压存在的波动以及这种波动对输入电流的影响进行了理论推导,并且根据其特点,提出了分段控...     

大规模光伏发电并网系统电压稳定分岔研究

运用数值分岔软件MATCONT对一个接入大规模光伏电站的经典3节点系统进行分岔分析。单参数分岔分析结果显示,系统存在着危害负荷电压稳定性的亚临界Hopf分岔。双参数分岔分析结果显示,当光伏电站以滞后功率因数运行时,系统具有最大电压稳定域光伏有功出力值,可作为光伏电站最大安装容量;而以超前功率因数运行时则会使系统的电压稳定域缩小。当光伏电站以滞后功率因数运行时,光照强度大幅度突降会对负荷电压稳定性造成不利影响,光伏电站有功出力越大,该影响越严重。对系统中的等值发电机角速度施加线性反馈控制后可延迟甚至完全消除亚临界Hopf分岔,从而可使系统以鞍结分岔点作为系统的电压稳定临界点,大幅扩大了电压稳定域;采用线性反馈控制措施还可使光照强度发生大幅度突降时负荷电压能够快速恢复。     

开关电感并联Boost变换器的动力学行为及混沌控制

开关电感并联Boost变换器的非线性行为严重影响系统的性能。为研究变换器参数变化对系统性能的影响,建立系统的离散映射模型。通过分岔图观察变换器参数变化时其非线性动力学的演化过程,研究发现考电流、负载电阻增大时,变换器并不遵循周期倍增的分岔轨迹,而是在2倍周期后突然激变为6倍、8倍周期运行并通往混沌;当输入电压、电感数值减少时,变换器极易发生突变而进入混沌态;而当开关频率增大时,输出纹波减少,但不能让变换器稳定运行在单周期态。针对这些非线性动力学行为,提出一种指数延迟反馈控制方法对系统施加控制。搭建的仿真模型证明这种特殊的非线性现象的存在,验证所提出的控制方法控制方法的有效性。     

输入不平衡时双级矩阵变换器调制策略的改进

针对输入电压不平衡时双级矩阵变换器输出电能质量差且电压传输比低等问题,在空间矢量脉宽调制基础上提出了一种混合型控制策略.整流级采用过调制策略,保证负载侧输出最大功率,逆变级通过时变电压调制系数来实时修正逆变级占空比,确保负载侧三相对称输出,利用Matlab/Simulink对该调制策略下TSMC输出性能进行了仿真研究.仿真结果表明该方法不仅能有效改善非对称输入时输出波形,提高电压利用率,而且算法简单易于实现.     

电压模式Buck变换器无源反馈混沌控制

基于时间延迟反馈近似思想,提出一类无源反馈控制方法,实现了电压模式Buck变换器的混沌控制.采用数据采样方式建立了被控系统的迭代映射方程,利用数值计算确定出无源反馈控制强度的调节范围,并对比分析了系统施加控制前后的Jacobian矩阵特征值轨迹.仿真和实验结果证实所提控制方式可以有效实现系统混沌行为的抑制,拓宽了输入电压的稳定范围,减小了电压和电流纹波.     

一种将共模电压抑制50%的间接矩阵变换器新型空间矢量调制方法

针对现有间接矩阵变换器(IMC)共模电压峰值抑制只能达到43%的问题,提出一种可以将共模电压(CMV)峰值抑制50%的新型空间矢量调制方法。首先研究了IMC各矢量下的CMV特性,在此基础上,新型调制方法根据输入电压所在的扇区选择最小CMV的零矢量和有效矢量,将有效矢量作用下的CMV峰值降低到0.29V_in,零矢量作用下的CMV峰值降低到0.5V_in,从而整体上抑制了CMV峰值。该新型调制方法利用IMC零电流矢量作用下的CMV与逆变级矢量无关的特性,解决了逆变级死区效应引起的共模尖峰问题,以及利用零电流矢量作用下的直流侧电压为0特性,逆变级实现了零电压开关(ZVS)。最后通过实验验证了新型调制方法的有效性。     

抑制谐波谐振的并网逆变器机侧电流反馈的CVFAD设计方法

LCL型并网逆变器机侧电流反馈控制较并网电流反馈控制具有更高的稳定性。但受数字控制延时的影响,系统的稳定性取决于谐振频率与采样频率的比值。且谐振频率附近存在一个谐波放大频域,在弱电网工况下易引发谐波谐振现象。而传统机侧电流反馈的双环控制方法受带宽限制,无法达到理想的稳定分界频率。针对该问题,提出一种电容电压有源阻尼的新型控制方法。该方法采用电容电压反馈内环提升系统阻尼效果,通过附加电容电压反馈回路使得系统开环零点重新配置,达到消除反向谐振峰的目的。理论分析表明,所提方法拓宽了系统稳定区间,不仅消除了谐波放大频域,且在电网阻抗宽范围变化时,系统始终具有较高的鲁棒性和控制性能。最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和所提方法的有效性。     

基于状态积分反馈的大功率逆变器 复合重复控制策略

文中提出一种基于状态积分反馈的大功率逆变器复合重复控制策略,利用积分状态反馈改善逆变器动态特性,利用重复控制优化输出电压波形质量,从而在复杂工况的独立运行中,实现了大功率逆变器的波形质量优化与动态性能改善,解决了大功率逆变器较低开关频率带来的输出特性控制难题。文章首先建立了大功率逆变器在离散域下的数学模型,基于该模型优化设计了状态积分反馈控制参数与重复控制器,进而建立大功率逆变器仿真模型,分别验证上述控制策略在突加突减阻感性负载、非线性负载和不对称负载等三种典型工况下的输出电压特性,仿真结果表明所提控制策略的有效性与可行性。     

三相准Z源并网逆变器的PWAM控制研究

分析了脉冲宽度幅值调制PWAM(pulse width amplitude modulation)的工作原理,结合最大化直通零矢量控制,提出一种适用于PWAM调制下的输入电压前馈、输出电压反馈的直流链峰值电压控制策略,引入的PWAM调制减少了开关频率,降低了开关损耗,设计的基于dq坐标系的电流解耦控制保证了逆变器以单位功率向电网输送能量,控制系统结构简单,在输入电压、输出电压和并网电流突变的情况下,系统动态性能良好。仿真结果验证了控制方法的正确性。     

基于双PWM补偿型单相交流稳压电源的设计

应用PWM整流器代替二极管不可控整流,既减少对电网的谐波污染,又可以实现能量双向流动。电压电流双闭环控制保证了直流侧电压的稳定和交流侧电流对电网电压的跟踪。逆变器采用了固定开关频率的直接电流控制方法中预测电流控制,电流内环采用比例调节,提高了电流响应速度。电压外环采用电压有效值反馈的PI调节,保证对逆变器输出电压的稳定可靠控制。逆变器的输出电压是补偿电压,与稳压电源的输入电压串联叠加得到稳压电源的输出电压。利用Simulink仿真工具,对所设计的电源进行仿真,验证了控制策略的可行性。最后做实验验证了设计结果。     

电压型PWM逆变器的鲁棒电流控制方法

近年来,电压型PWM（Pulse Width Modulation）逆变器被广泛用于电机控制领域中,由于被控对象的控制性能受电流控制能力的影响,逆变器的电流跟踪控制就显得非常重要了。文章提出了一种PWM逆变器的鲁棒电流控制方法,在负载参数和运行条件变动时,实际电流仍能精确跟踪参考值,参数变动的影响由时变的反馈增益k来限制,反馈增益k由李雅谱诺夫稳定性理论来设计,在线实时计算,以保证系统的稳定性和跟踪性能。     

两级式逆变器中间母线电压低频纹波抑制

两级式单相逆变器输出电压和电流都是低频交流电,输出瞬时功率中除含有直流量外还含有2倍输出频率的脉动量,造成中间母线电压出现二次纹波分量。为解决逆变环节产生的谐波引起母线电容发热从而危及母线电容的运行寿命以及母线电压脉动可能导致逆变输出电压畸变的问题,提出了一种通过改变前级直流变换器外环电压控制器参数以实现母线电压低频纹波抑制的方法,并研究了两级式直交逆变器中间母线电容电压特性,通过分析逆变环节输入电流中直流分量、二次谐波分量等表达式,从而揭示两级式逆变器中间母线电容低频电压纹波的产生及其影响因素。方法中前级直流变换器、后级逆变器均采用电压电流双闭环控制。仿真和实验结果表明该控制方法是正确、可行的,且母线电压低频纹波抑制效果明显。     

基于电流延时补偿的逆变器控制策略

针对三电平逆变器并网系统,研究了一种基于电流延时补偿的逆变器控制策略。首先,根据三电平逆变器并网系统的拓扑,研究了一种改进空间矢量调制策略,可以有效降低共模电压。然后,研究基于电容电流反馈的有源阻尼控制方法和补偿延时的电流半周期控制策略,分析表明半周期控制策略能够避开阻抗极性跃变,提高系统稳定性。最后,通过仿真和试验验证了该方法的有效性。     

定电压与预测型定关断角控制对HVDC小干扰稳定性的影响

定电压控制和预测型定关断角控制是高压直流（HVDC）逆变站常规的控制方法,合理整定控制器参数可提高交直流系统的小干扰稳定性。文中首先基于开关函数法建立了基于电网换相换流器的高压直流（LCC-HVDC）系统的小干扰动态模型,将其动态响应与电磁暂态模型的动态响应进行对比,验证了小干扰动态模型的正确性。接着,采用特征值及其灵敏度方法分析了LCC-HVDC系统的振荡模式和阻尼特性,对比分析了逆变侧采用定电压控制和预测型定关断角控制时,换流站控制器参数以及交流系统短路比对系统稳定性影响的异同。最后,整定了能维持系统稳定运行的控制器参数稳定域,并通过PSCAD/EMTDC仿真验证了稳定域的正确性。     

电容电流瞬时值反馈控制逆变器的数字控制技术研究

采用电容电流反馈的双闭环瞬时值控制的逆变器具有输出波形正弦性好、动态响应快、输出外特性硬和稳态精度高等特点。该文基于状态观测器，对电容电流反馈瞬时值控制电路的数字实现方法进行研究，提出了基于电容电流反馈的解耦控制方法；设计了电流内环数字控制器，提出了一种电容电流采样时序，采用该采样时序可以真实反映电容电流开关周期内的电容电流平均值；提出了基于PWM逆变桥离散化模型的电容电流观测方法，可对电容电流做出准确观测，补偿数字控制器的采样延时和计算延时；提出了瞬时值电压控制外环的滤波方法，以提高输出电压的稳态精度。仿真和实验结果表明，该方案可以达到模拟电路实现双环控制的效果。