基于电流无差拍和PI复合控制的新能源并网技术

为了提高新能源整个并网系统的性能,在分析无差拍控制和PI控制的工作原理基础上,提出了基于电流无差拍和PI复合控制的PWM逆变的控制策略。通过Matlab/Simulink建模仿真三相并网系统,采用LCL滤波器滤波。当系统接三相对称纯阻性负载和整流性负载时,将系统逆变电压与电网电压、逆变电流与电网电压进行比较,以及对三相逆变电流进行谐波分析。仿真结果表明,该并网控制策略能较好地跟踪电网电压,波形畸变较小、动态响应快。     

基于扰动观测器的VIENNA整流器负载电流前馈控制

针对传统电压电流双闭环控制的VIENNA整流器在负载切换时直流输出电压波动幅值大、调节时间长的问题,基于扰动观测器的原理设计了一种负载前馈控制策略,利用扰动观测器对负载切换产生的扰动进行估算,将估计值前馈至电流内环的输入端,从而抑制电压幅值波动,缩短调节时间。与传统双闭环控制策略相比,加入扰动观测器降低了电压波动幅度,缩短了系统动态调节时间,提高了负载切换时的响应速度,增强了系统抗扰性。仿真验证了加入扰动观测器的可行性和有效性,实验结果表明,设计的扰动观测器,能减小负载切换时的电压波动幅度,缩短调节时间,有效地提高系统的性能。     

小型光伏逆变器双闭环控制策略研究

文中提出了一种改进的单相光伏并网逆变器双闭环控制策略,电压外环采用准PR调节可以实现对参考电压的无静差跟踪,抑制了电网频率波动对系统的影响,提高了系统的抗干扰能力。电容电流作为电流内环控制量改善了系统的动态响应性能以及带负载能力。建立了系统控制结构模型并进行了参数设计,最后通过仿真验证了所提理论的正确性和有效性。     

不平衡电网电压下三相PWM整流器控制策略的研究

在不平衡电网电压下三相电压型PWM整流器的优越性能受到了很大的影响,其原因是由于直流电压产生了奇次谐波以及交流的电流产生了偶次谐波。三相PWM整流器直流侧电压的二次谐波以及在交流侧电流所产生的负序分量都将对整流器负载性能产生影响,同时还将影响直流侧电容寿命。文章提出一种新型不平衡观测器及其控制策略可有效地对不平衡电压进行补偿。通过此控制策略可同时抑制直流侧电压的2次谐波以及减小网侧电流的不平衡度。分析及仿真结果证明了此控制策略的有效性。     

基于PID神经网络的太阳能光伏发电并网逆变技术

随着能源危机的进一步加剧和光伏并网发电成本的持续降低,光伏并网发电技术的应用越来越广泛,研究并优化其逆变方式、并网算法,具有相当大的现实意义。针对电网中的负载扰动,提出了一种将PID控制规律融合进神经网络之中的新的控制策略,抑制负载扰动。改善稳态情况下并网电流波形,同时提高了系统的动态响应性能。通过理论分析和仿真结果证明了太阳能光伏发电系统拓扑结构及控制算法的正确性、可行性和高效性。     

基于滑模变结构的VIENNA型整流器研究

针VIENNA整流器的非线性特征?以及需要良好的动态性能和鲁棒性能，提出一种基于滑模变结构的VIENNA整流器的控制器，电压外环采用滑模变结构控制、电流内环采用误差迭代PI算法，改善三相VIENNA整流器的动态响应性能，达到无静差调节地目的，根据主电路拓扑建立VIENNA整流器的数学模型，设计了基于误差迭代PI算法和滑模变结构理论的 VIENNA整流器控制器，仿真与实验结果表明该控制策略能达到控制目的，具有动态响应速度快和鲁棒性能强等特点，实验得出，超调电压超出参考值50Ｖ时，到达稳定值的时间大约需要0.015ｓ。     

基于滑模变结构的重复控制VIENNA整流器研究

对于传统VIENNA整流器开关器件少、功率因素高且无需设置驱动死区时间等优点VIENNA型整流器受到国内外研究者广泛关注,然而其动态响应速度慢、电流谐波大易产生电网污染、抗干扰能力差等问题,成为学者研究突破的方向.目前最广泛使用的VIENNA整流器的PI控制,在鲁棒性和动态性能及上述问题中存在不足。为实现整流器性能的优化调节,本文提出一种基于滑模变结构的控制策略,即采用滑模变结构控制作用于电压外环、采用重复控制应用于电流内环,通过仿真得到电路参数对比图,验证该控制策略的显著优势,证明内模控制采取重复控制策略的VIENNA整流器具有良好的鲁棒性及动态性能。     

电网不平衡条件下三相电压型PWM整流器非线性控制研究

本文提出了一种电网不平衡条件下三相电压型PWM整流器的控制方法。首先,建立了三相电压型PWM整流器的数学模型,基于网侧单位功率因数及负载电压恒定的控制目标,建立了网侧电流给定方程组。其次,基于“三相不平衡abc静止坐标系”与“不平衡坐标变换”建立的dq解耦模型,采用输入-输出线性化的电流控制策略,实现了有功电流与无功电流的独立控制。仿真实验结果表明：文中所提出的控制策略是有效的。     

一种引入电流前馈的DC/DC数字控制算法的设计与实现

根据BUCK DC/DC变换器工作原理推导出以电感电流为变量的一种易于实现的数字控制策略。将该方法以电流前馈方式与带滞环PID控制方法相结合,形成一种电流前馈控制策略。并以Buck DC/DC为例进行仿真与实现。仿真和实验结果表明:该控制策略能够使Buck DC/DC具有良好的输入电压调整特性及开关误差校正能力,符合动态性能要求较高的数字控制应用。与常规控制方法相比,具有算法实现简单,响应速度快,电压过充小,整定参数少的优点。     

基于广义积分器的DVR控制策略研究

针对动态电压恢复器（DVR）电压跟踪控制,将广义积分器引入DVR中,克服了传统PI控制器的缺点,实现了电压无差跟踪控制。为了得到良好的补偿效果,采用电容电流内环、电压外环控制的双环控制策略,在推导出系统传递函数的基础上,用Bode图分析了系统对参考电压的跟踪性能以及对负载电流扰动的抑制。实验结果验证了控制策略的有效性和鲁棒性。     

直流微电网双向AC/DC变换器鲁棒前馈控制策略研究

针对双向AC/DC功率变换器在直流微电网母线电压稳定性方面的问题,文中提出了一种结合LESO和滑模理论的前馈鲁棒控制策略。通过建立直流微电网三相AC/DC双向功率变换器的动态数学模型,架构了三阶线性扩张状态观测器,并将三阶LESO的观测值用于滑模控制器的设计。该控制策略能够在不需要额外电流传感器的情况下实现前馈控制,并确保系统具有良好的动态性能。该策略还能够有效降低滑模控制的实现难度,提高系统的鲁棒性。仿真分析验证了文中所提控制策略的有效性。     

基于Buck-Boost逆变器的离散滑模控制仿真研究

为了获得比较理想的正弦输出电压，优化逆变器的动态性能，文中基于Buck—Boost逆变器．采用了离散滑模变结构的控制策略。Buck—Boost逆变器可以获得比直流输入电源高或低的交流输出电压，文中阐述了其工作原理．并结合状态方程，推导出滑模面的存在条件、到达条件和稳定条件，然后对电路参数、控制系数以及控制算法进行了设计。仿真结果表明采用离散滑模控制的Buck—Boost逆变器对系统扰动和负载变化具有很强的鲁棒性，系统具有良好的动态响应。     

电压不平衡时基于改进无差拍控制的VSC-HVDC系统

VSC-HVDC在电网电压不平衡情况下,输出功率及直流母线电压会产生二倍频波动,进而影响系统的稳定运行。文中研究了柔性直流输电系统在电压不平衡情况下的改进无差拍控制策略,该策略以瞬时有功功率波动分量为零为约束条件,推导了正负序参考电流表达式。针对传统无差拍控制算法存在的控制延时及对交流侧电感参数变化鲁棒性差的问题,提出了一种改进无差拍控制策略。该控制策略利用拉格朗日插值法预测出下一个采样时刻的参考电流;对电网电压进行了线性预测;对网侧电流进行了非线性预测。最后借助MATLAB/Simulink平台搭建相应的仿真模型,仿真结果证明了该控制策略的正确性和有效性。     

机械臂变指数趋近律滑模控制律设计

针对机械臂滑模控制中存在抖振的问题,采用改进趋近律的思想来设计滑模控制律,以达到有效抑制抖振的目的。在对滑模控制的特点和常用的指数趋近律进行分析的基础上,提出了一种变指数趋近律,并对其趋近性能进行了分析;结合机械臂动力学模型和改进的趋近律设计了相应的滑模控制策略,对其控制效果进行了验证。仿真结果表明,该控制策略不仅有效地抑制了系统的抖振,而且保证了机械臂系统对期望轨迹的快速跟踪性,进而提高了机械臂的工作性能。     

基于滑模控制的DC-DC降压变换器实验平台

为了实现DC-DC降压变换器的高精度控制,设计了一种基于滑模控制的输出电压调节器。首先根据DC-DC降压变换器的工作原理建立了系统的动态模型;接着利用转换后的受扰动态模型设计了滑模控制器,同时基于李雅普诺夫函数证明了闭环系统的稳定性;最后使用Matlab/Simulink软件和DC-DC降压变换器硬件电路搭建了实验测试平台。测试结果表明与传统的PID控制方法相比,DC-DC降压变换器系统在所设计的滑模控制器的作用下可以获得更快的动态性能与更强的扰动抑制能力。该实验平台不仅有利于大学生理解和掌握滑模控制理论,还可以提高大学生的工程应用能力。     

时变扰动下的永磁同步电机滑模控制

时变扰动环境下,永磁同步电机(PMSM)采用鲁棒性较好的滑模控制。根据滑模控制中传统指数趋近律,提出一种改进型的趋近律,并基于改进型趋近律设计了一种PMSM调速系统的滑模速度控制器,提高电机的运行性能。通过仿真结果对比分析,设计的基于改进型趋近律的滑模速度控制器不仅可以提高系统的动态性能,而且削弱了系统的抖振现象,使电机在时变扰动下仍具有较高的运行性能。     

基于滑模矢量控制的三相交流调速系统的研究

在三相交流调速系统中,整流侧采用空间电压矢量控制技术可以实现整流环节网侧电流正弦化,运行于单位功率因数,且能实现能量的双向流动。整流器和逆变器均采用全控型器件,器件工作在高频状态。文中采用模型参考自适应（MRAS）技术对三相交流异步电机的转速和磁链进行观测,并采用基于指数趋近律设计方法的滑模速度控制器来代替传统的速度控制器,通过MATLAB仿真研究,加入滑模控制,增加了调速系统负载的抗干扰性,提高了系统的响应速度,使得系统运行更加稳定。     

Integrated power factor compensator without load current measurement

A simple strategy and low cost control for the switching mode rectifier to work simultaneously as a power factor corrector and an active power filter (APF) to reduce current harmonics drawn from the nonlinear load are analysed and presented in this paper. The principal component of the control circuit is an Intel 80196MC microcontroller that performs the dc bus voltage and line current control. The sliding mode control is used in the current loop to achieve fast line current dynamics. The source currents only are measured in the proposed control scheme instead of both the source and load currents needed in the conventional control approach. A simple proportional-integral control is adopted in the voltage loop to achieve slow dc bus dynamics. The proposed control strategy can achieve a high power factor and low current harmonics. No dedicated APF is needed in the proposed control strategy. To demonstrate the effectiveness of the integrated power factor compensator for elimination of reactive power and current harmonics, software simulation and hardware tests are performed.     

基于注入电流扰动法的光伏直流模块的防孤岛控制

传统的交流型并网发电系统中,可以通过检测电网电压或频率,采用有功扰动、无功扰动或频率扰动等方法实现防孤岛控制。而在共直流母线系统中,母线直流电压是唯一可检测的变量,因此传统的防孤岛控制策略无法适用。以共直流母线分布式系统中光伏直流模块的防孤岛控制为研究对象,建立了模块正常运行和孤岛运行时的数学模型,推导得到了在两种工况下模块输出电压的时域表达式,并在此基础上提出了一种基于注入电流扰动法的新型防孤岛控制策略。该控制策略的核心思路是通过控制模块输出电流和扰动步长来改变在扰动时间内模块的输出电压特性,并根据检测判据来决策是否发生孤岛。最后,本文以Boost+FB-LLC的两级式结构作为光伏直流模块的工作拓扑,并设计了一台1000W的实验样机,样机实验结果验证了本文所提出的防孤岛控制策略的有效性。     

A fault-tolerant strategy based on SMC for current-controlled converters

The sliding mode control (SMC) is used to control variable structure systems such as power electronics converters. This paper presents a fault-tolerant strategy based on the SMC for current-controlled AC–DC converters. The proposed SMC is based on three sliding surfaces for the three legs of the AC–DC converter. Two sliding surfaces are assigned to control the phase currents since the input three-phase currents are balanced. Hence, the third sliding surface is considered as an extra degree of freedom which is utilised to control the neutral voltage. This action is utilised to enhance the performance of the converter during open-switch faults. The proposed fault-tolerant strategy is based on allocating the sliding surface of the faulty leg to control the neutral voltage. Consequently, the current waveform is improved. The behaviour of the current-controlled converter during different types of open-switch faults is analysed. Double switch faults include three cases: two upper switch fault; upper and lower switch fault at different legs; and two switches of the same leg. The dynamic performance of the proposed system is evaluated during healthy and open-switch fault operations. Simulation results exhibit the various merits of the proposed SMC-based fault-tolerant strategy.