三电平双向DC-DC变换器的模型预测控制方法

针对传统双闭环控制动态响应慢、PI控制器控制参数选择困难的缺点,提出采用模型预测控制(MPC)方法对三电平双向DC-DC变换器进行控制。该方法通过预测模型的建立和目标函数的最小化两个环节实现对控制目标性能的优化。对传统PI控制和模型预测控制搭建仿真模型,仿真结果显示模型预测控制方法可以使直流母线电压超调量控制在0.25%以内,使蓄电池充放电电流波动范围控制在0.1%以内,由此证明模型预测控制方法可以更好地实现直流母线电压的稳定,优化蓄电池的充放电过程。同时,采用模型预测方法控制三电平双向DC-DC变换器可以实现中点电压的自平衡。     

参数模糊自整定PID在ZVZCS变换器中的应用研究

由于全桥软开关变换器为强非线性时变系统,工作特性复杂,传统的PID控制器不具有在线自整定功能,控制效果较差,不能满足过程控制日益发展的需求。为了得到良好的控制效果,提出了采用PID参数模糊自整定控制变换器。在变换器数学模型的基础之上设计控制器,通过MATLAB/Simulink对其仿真。仿真结果表明:PID参数模糊自整定控制系统比传统的PID控制器超调量小,调节时间短,控制效果有明显的改观。     

用于提高降压变换器PID控制器性能的粒子群优化

目前,DC-DC变换器用来控制和稳定直流电压,从而为电动汽车提供电能。提高DC-DC变换器的性能成为工业应用中的主要目标之一,为此提出了很多方法来控制降压变换器。本文提出利用PI和PID控制器来优化DC-DC变换器的性能。为得到最佳的控制器系数,采用了粒子群优化(PSO)法。仿真结果证明PSO法提升了上述变换器的性能,显示了其在最优PID控制器设计方面的潜力。     

光储系统中双向变换器的模型预测控制方法北大核心

针对光储系统中双向Buck/Boost DC-DC变换器,提出了新的基于模型预测控制(MPC)的方法。该方法通过建立系统模型来预测下一时刻变换器中所有可能的开关状态所对应的目标函数值,然后通过最小化目标函数值确立下一时刻的开关状态,使系统控制目标达到最优。将所提出的新的控制方法与原有的传统PI控制方法进行了仿真比较,仿真结果表明模型预测控制方法不仅实现了母线电压的稳定,使其超调控制在1.25%以内,而且使双向DC-DC变换器工作模式之间的切换时间缩短。     

双极点-双零点控制器在Boost电路中的实现

分析了电流连续模式(CCM)下考虑寄生参数的Boost直流变换器的模型,右半平面零点的存在影响系统的稳定性,传统的比例积分微分(PID)控制器对Boost变换器右半平面零点补偿效果不佳,设计了基于数字信号处理器(DSP)的双极点-双零点控制器,对输出电压进行控制,在Simulink下搭建仿真模型进行仿真分析,并制作实验样机验证控制模型及补偿网络参数的合理性。结果表明,CCM下考虑寄生参数的Boost直流变换器采用所提控制器,具有良好的抗电源扰动与抗负载扰动性能,满足稳态误差、超调量、调节时间等设计指标。     

光储系统中双向变换器的模型预测控制方法

针对光储系统中双向Buck/Boost DC-DC变换器,提出了新的基于模型预测控制(MPC)的方法。该方法通过建立系统模型来预测下一时刻变换器中所有可能的开关状态所对应的目标函数值,然后通过最小化目标函数值确立下一时刻的开关状态,使系统控制目标达到最优。将所提出的新的控制方法与原有的传统PI控制方法进行了仿真比较,仿真结果表明模型预测控制方法不仅实现了母线电压的稳定,使其超调控制在1.25%以内,而且使双向DC-DC变换器工作模式之间的切换时间缩短。     

恒压供水控制系统自适应模糊PID控制器设计及仿真

恒压供水系统中控制系统复杂多变,控制参数测定不精确;本文提出了把PID控制与自适应模糊控制结合在一起的一种自适应模糊PID控制器应用恒压供水系统中,借助于PID参数的在线模糊自整定,实时修改PID参数,通过Matlab仿真实验发现该控制系统的响应速度加快,超调量减小,过渡过程时间大大缩短,振荡次数少,系统在运行过程中始终处于优化状态。自适应模糊PID控制器在恒压供水系统中的应用既可以提高系统控制性能．又能最大限度地节约供水系统能源。     

基于双向全桥DC-DC变换器增广状态控制系统研究

双向全桥DC-DC变换器广泛应用于电动汽车、新能源发电等具有能量双向流动的储能系统中。首先,在双向全桥变换器单移相控制模式基础上,应用离散采样建模方法建立了双向全桥变换器的离散小信号模型;然后,根据变换器的离散小信号模型,设计了具有无静差的增广状态反馈控制系统,通过配置系统的闭环期望极点位置使系统的阶跃响应无超调,通过仿真,验证数字闭环控制器的有效性;最后,分析了状态反馈系数矩阵对变换器系统中主要参数的敏感程度,仿真结果表明相同反馈系数下,不同系统参数对系统输出瞬态响应的影响。     

基于混沌粒子群优化算法的数字PID参数整定

移相全桥零电压(PS-FB-ZVS)PWM DC/DC变换器是变换器的一个研究热点。针对PID控制器参数的整定及自适应调整难以达到最优状态,使控制结果出现较大的超调量,在此利用混沌粒子群优化算法(ChaosParticle Swarm Optimization,简称CPSO)、原始粒子群优化算法和遗传算法对变换器的数字PID控制器参数进行了整定,得到评价函数值收敛趋势图和系统的单位阶跃响应曲线,并利用PID参数整定结果得到输出电压动态响应曲线。通过分析几种算法整定PID参数的结果,表明CPSO具有更好的优化效果。     

自抗扰控制及其在DC-DC变换器中的应用

本文将自抗扰控制引入DC-DC变换器中,详细介绍了自抗扰控制器的原理和结构,并提供了调制Buck-Boost DC-DC变换器的仿真参数及硬件电路实验.通过对该变换器模型参数改变和外部扰动的仿真和实验研究,证明自抗扰控制对电力电子变换器这类非线性系统和不稳定对象具有良好的控制效果,对其外扰及对象模型参数的变化具有良好的适应性和鲁棒性.此方法不仅克服了经典PID控制的缺点,又保留了其结构简单,鲁棒性强的优点,是一类很有发展前景的控制策略.     

PMSM转速调节系统安排过渡过程方法的研究

永磁同步电机(PMSM)转速调节大多采用比例积分(PI)控制,由于系统的初始误差值较大,其存在调速范围小、快速性与超调量不能兼顾的问题.将跟踪微分器用于PMSM转速调节系统中,对参考输入安排光滑的过渡过程,降低系统的初始误差,通过增大PI调节参数来保持转速响应的快速性,实现了转速响应快速超调小,增强了系统的鲁棒性和适应性.仿真实验结果验证了此种方法的优越性.     

一种改善DC-DC变换器动态性能的数字控制方式

针对低压大电流DC-DC变换器负载经常变化的特点,以动态过程输出电压超调量最小和调节时间最短为目的,提出了一种改善DC-DC变换器动态性能的数字控制方式。将变换器在负载变化时的暂态过程分为两个阶段,在每个阶段内对占空比进行直接设置,使开关处于一直导通或一直关断的状态,通过计算两个阶段转折点的输出电压并与采样电压比较以决定开关的状态。该控制方式在负载突变时和计算开关状态时间的最优控制方式有同样的性能,而算法的实时计算量却大幅降低。实验结果表明分段控制可以有效改善DC-DC变换器的动态性能。     

新型PID控制在DC—DC变换器中的应用

DC—DC变换器高性能控制研究成为变换器的一个重要研究方向。本文基于DSP控制的DC-DC移相全桥变换器,分别运用常规PID和参数自适应调整的专家PID控制方法进行控制,对两种控制方法进行比较,并给出了参数自适应调整的专家PID控制器的详细设计。实验结果证明:两种控制方法都能使系统运行平稳,参数自适应调整的专家PID控制策略比常规PID具有更好的静、动态特性。     

过热汽温控制中的自适应控制器设计及其组态实现

针对常规过热汽温控制中响应速度慢、过渡时间长、超调量大等缺点，提出一种基于自适应规则的控制器的设计方法，使PID控制器的参数自动适应对象的变化，达到最优控制的目的。与此同时，给出了自适应控制器的组态及各部分的工作原理。仿真结果表明，自适应PID控制比常规PID控制品质更好。     

基于模糊BP网络的锅炉汽包水位控制系统研究

锅炉汽包水位在运行工况变化剧烈的情况下,采用常规PID控制器构成的控制系统的控制效果很不理想,为此,笔者提出一种将模糊控制理论与BP神经网络相结合构成控制系统主调节器的方法.通过仿真试验得知,模糊-BP网络控制器要比常规PID控制器作为控制系统主调节器具有更好的控制效果,即系统的超调量、上升时间和调节时间都有所减小,整个过渡过程更趋于平稳,明显改善了动、静态特性.     

电源内阻对双向DC-DC变换器性能的影响

为解决电源内阻对双向DC-DC变换器性能的影响问题,研究一种考虑电源内阻的双向DC-DC变换器的基础拓扑,建立其状态空间平均模型,并利用小信号分析法得到系统传递函数。通过伯德图分析电源内阻对双向DC-DC变换器控制器性能的影响,提出一种考虑电源内阻的双向DC-DC变换器控制器参数设计方法。以升压模式为例,在PSCAD/EMTDC中验证了电源内阻对双向DC-DC变换器输出电压波动性和暂态稳定性的影响。结果表明,电源内阻会对双向DC-DC变换器的控制性能产生影响,控制参数的设计必须考虑电源内阻。     

基于矢量作用时间的双向DC-DC变换器预测电流控制方法

在含有分布式电源的直流微网系统中,分布式电源输出波动以及负荷投切等因素会造成直流母线电压产生波动。为了改善系统的输出性能,进一步提高系统的快速性,该文提出一种基于矢量作用时间的双向DC-DC变换器预测电流控制策略。采用预测电流控制器取代传统的电流环PI控制器及调制环节,可以有效地提高系统的快速性。针对传统预测电流控制方法因开关频率不固定导致的电流纹波较大问题,提出改进的控制算法,根据在线计算得到矢量作用时间,设计新的目标函数从而实现定频控制。仿真和实验结果表明,在独立光伏储能直流系统中,基于矢量作用时间的双向DC-DC变换器预测电流控制策略能够有效地改善蓄电池电流纹波,抑制直流母线电压波动,增强系统的抗干扰能力。     

模糊PID在单元机组主汽温控制系统中的应用

针对电厂主汽温控制系统扰动量多、抗干扰能力弱等问题,在常规控制系统中增加模糊环节,形成Fuzzy-PI控制器,并将其控制效果与常规PID控制器的控制效果进行对比。仿真试验表明:Fuzzy-PI控制器对主汽温系统响应时间、超调量等重要指标的控制效果明显优于常规PID。     

交错并联BOOST电路的PI-模型预测控制方法研究

在新能源工业中双向DC/DC变换器的作用举足轻重。基于两相交错并联BOOST拓扑,分别从目标电压跟随、电流纹波、响应速度等角度,采用传统PI控制器与模型预测控制算法相结合的方法,对BOOST模式下DC/DC变换器输出电压超调量与稳态误差、系统调节时间等方面的性能展开研究。实验结果充分验证了设计方案的可行性和有效性。     

光伏混合储能双向DC/DC变换器非线性控制

为了提高光伏混合储能系统的快速性和抗干扰能力,同时考虑到双向DC/DC变换器的非线性特性,在此提出了一种基于非线性比例-积分-微分(PID)控制器的光伏混合储能系统双向DC/DC变换器非线性控制策略。首先,介绍了非线性PID控制器的结构,然后基于该控制器提出了一种非线性控制策略,最后进行仿真和实验验证。仿真和实验结果表明,基于非线性PID的控制策略能有效抑制直流母线电压波动和冲击,提高光伏储能系统的动态性能和抗干扰能力。