基于极点配置PI数字双环PWM逆变器的研究

本文分析了正弦波PWM逆变器的实际应用情况和数字控制的特点,在建立了逆变器及其控制系统的状态空间模型基础之上,采用了一种带输出电流前馈的PI数字双环控制方案(电感电流内环电压外环),并对控制系统直接离散化后利用极点配置的方法设计了控制系统参数,最后给出了在各种实验条件下的仿真波形。仿真结果表明,该方案设计简单可行,并能很好地达到逆变电源的各项性能指标要求。     

DC-DC变换器数字控制离散建模研究

DC DC变换器的数字控制相对于传统的模拟控制有很多优点。求解变换器的离散数学模型是设计其数字控制系统的基础。以boost变换器为例,应用线性平均法、准线性法和精确离散法分别求解DC DC变换器的平均离散模型、准线性离散模型和精确离散模型;仿真分析三种离散模型在各种扰动下的响应。结果表明准线性模型能精确地描述系统在各种扰动情况下的响应,且可以方便地应用于变换器的数字控制的设计,以实现控制的自适应。     

DC-DC变换器数字控制离散建模研究

DC-DC变换器的数字控制相对于传统的模拟控制有很多优点.求解变换器的离散数学模型是设计其数字控制系统的基础.以boost变换器为例,应用线性平均法、准线性法和精确离散法分别求解DC-DC变换器的平均离散模型、准线性离散模型和精确离散模型;仿真分析三种离散模型在各种扰动下的响应.结果表明准线性模型能精确地描述系统在各种扰动情况下的响应,且可以方便地应用于变换器的数字控制的设计,以实现控制的自适应.     

基于DSP的稳流源逆变器分析与设计

描述了一种基于DSP全数字实时控制的稳流逆变器电源离散控制系统的分析与设计过程。文中首先按照连续系统的建模方法,对所采用的带有电感电流瞬时值反馈的双环控制策略进行了建模与分析。仿真结果表明,该控制策略有利于提高逆变器系统的稳定性和动、静态性能。接着描述了将连续系统进行离散化的方法,并详尽讨论了离散控制系统的参数设计过程,列出了数字控制系统的参数和程序流程。稳流源逆变器数字实时控制系统采用DSP控制器TMS320F2407实现。最后给出了逆变器在稳态条件下以及轻载、重载相互切换条件下的实验波形,实验结果显示稳流源具有良好的动、静态性能,验证了全数字实时控制系统的设计。     

混合式配电变压器数字控制系统离散域建模与稳定性分析

为准确分析混合式配电变压器(HDT)数字控制系统的特性,构建了HDT连续-离散混合控制模型,并分析了HDT数字控制系统的稳定性。针对所建立的HDT数字控制系统离散域模型,考虑采样和零阶保持器引入的延时环节的作用,结合双线性变换并利用朱利判据推导了离散域下HDT控制系统比例积分参数的约束条件,进而分析并揭示了采样周期对于HDT数字控制系统稳定性的影响规律,并确定合理的数字控制参数。最后通过仿真以及实验验证了理论分析的正确性。     

数字控制PWM逆变器性能分析及改进

该文分析了常规PI、PD、PID等控制策略数字方式实现的逆变器系统响应特性,指出常规数字控制器与模拟控制器相比性能下降的原因:一是离散化使系统稳定性下降,控制参数受限制;二是离散化后系统阶数变高,控制器可控自由度与控制系统被控自由度不相符,不能任意配置控制系统的闭环极点。为此提出了逆变器状态增广系统数字控制方案,仿真和实验结果均验证了此方案具有优良的动、静态响应特性。     

并行电流模式控制的ZVZCS PWM DC/DC全桥变换器

由于数字化与软开关技术二者的融合可以改善电源的控制精度,减小电源的体积,提高电源的效率和功率密度,传统的DC/DC变换器的控制方法动态响应较慢,数字实现起来比较复杂。提出了一种采用并行电流模式控制方法,先进的拓扑,并结合了ARM处理器的零电压零电流(ZVZCS)全桥DC/DC变换器全数字控制系统。该控制方法是基于离散域推导的,将检测到的输入电压、电感电流和输出电压进行数字运算得到占空比信号从而控制PWM输出,易于数字实现。仿真和样机的实验结果表明了理论分析的正确性和数字控制策略的可行性。     

数字控制交-交变频-同步电动机矢量控制系统仿真

数字控制的交-交变频-同步电动机矢量控制系统是最复杂的电机调速控制系统之一,利用数字仿真可以非常有效地帮助我们探讨系统中各种问题.本文通过数字仿真提出和解决了系统中的一些关键技术和难点,包括引入时间补偿环节和新型电压模型,克服了离散控制带来的时滞和电流畸变;分别采用精确模型和简化模型策略,完成了数字仿真.所有仿真结果在实际系统中得到验证.     

采用微机的机炉协调控制系统设计

本文探计了火电厂汽轮机锅炉协调控制的直接数字控制(DDC)方法,提出了微机控制系统的硬件构成,即双机容错系统和协调控制软件的结构及流程,并编制了相应的控制软件。在控制方案设计方面,由于被控对象是较为复杂的多变量系统,针对这一特点,本文讨论了协调控制系统的设计方法及参数整定问题,并对所设计的协调控制系统进行了数字仿真。分析结果表明,该机炉协调控制系统设计是有成效的。     

脉宽调制逆变电源数字双环控制技术研究

该文主要研究脉宽调制(pulse width modulation,PWM)逆变电源电流内环电压外环数字双环控制技术,基于极点配置方法,设计双环控制器参数;在数字控制中,为了克服数字处理器采样、计算延时造成的占空比受限问题,引入状态观测器和扰动观测器。由于直流电压波动、死区效应等建模误差和模型误差影响,状态观测器输出存在较大预测误差。提出一种重复补偿器以减小状态观测器预测误差。仿真分析和试验结果均证明带重复补偿的状态观测器能较好预测系统状态。实验结果表明该控制系统既有较好的稳态性能,又有较快的响应速度。     

Discrete‐time model following control of inverter with rectifier load

Electronic apparatus, such as a computer, are a capacitor input type rectifier load for the power supply. The rectifier load causes distortions of the power source voltage waveform. Copyright © 2004 Wiley Periodicals, Inc. This paper describes the output voltage characteristic of the single phase PWM inverter controlled by a discrete‐time model following method and connected to a rectifier load. First, the rectifier load model of a discrete‐time system is considered. Next, the discrete‐time model following control system used for this load is described. Then, simulation and experimental results are examined. The simulation results show that this method has robustness to the load change. The experimental system consists of an inverter controlled by a digital signal processor (DSP) and a rectifier load. Experimental results confirmed the validity of the simulation result. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 158(2): 72–81, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20375     

交互式数字光伏阵列模拟器设计

在基于太阳能光伏阵列的电力电子系统开发过程中,如果以真实的太阳能光伏阵列作为检测设备,系统的研发将受到成本、体积及环境条件等诸多因素限制。为解决这一问题,提出了一种由半桥DC/DC变换器、数字信号处理器(DSP)及LabVIEW人机交互界面组成的交互式数字光伏阵列模拟器。人机交互界面的设计实现了模拟器模拟情况的多样化和操作人员对系统控制的可视化。多项式简化拟合算法及变步长工作点快速查找算法的设计,使DSP通过PWM对半桥DC/DC变换器的控制兼顾了快速与精确这两个优点。样机实现了对输出功率1 kW以下的太阳能光伏阵列的模拟。     

电力系统继电保护通用仿真分析系统的方案设计

本文介绍了基于以太网络的电力系统继电保护通用仿真分析系统的设计和应用,该系统采用了数字信号处理器技术,嵌入式PC104系统,可应用于动态模拟试验室进行科学研究,将极大地提高科研效率,减少人力,物力消耗。     

基于MAST语言的虚拟数字信号处理器

数字信号处理器(DSP)是电力电子数字控制中必不可少的部件.针对传统的DSP应用系统设计周期长这一不足,论文利用Saber仿真软件自带的MAST语言编写了一个虚拟的数字信号处理器(DSP)模块.该模块可由CCS开发环境中的C程序控制,并模拟实际DSP的工作过程.文中以DSP中的事件管理器为例,介绍该虚拟模块的设计方法及...     

飞轮储能分布式电能控制技术放电部分的仿真研究

采用集中式供电的电力供应存在着几方面的问题,飞轮储能技术是实现分布式能源技术的一个较好方案,建立了飞轮储能系统放电部分的仿真模型,包括机械能转电能,Boost电压提升电路以及DC-AC逆变过程实现50 Hz交流电。仿真结果表明所建立的仿真模型是正确的,该模型可为直流无刷电机/发电机的设计提供参考依据,在此基础上并为Boost电路和DC-AC转换过程的数字信号处理器控制提供技术上的指导。     

电力系统综合仿真方法研究(二):MPNET及实时HIL平台(英文)

现代电力系统正在朝着复杂化和智能化的方向发展,这对电力系统的仿真工具提出了新的挑战。传统的电力系统仿真工具越来越难以满足实际复杂大电网的要求。因此,考虑将各种联合仿真方法作为解决问题的方案,联合仿真能够更好地利用不同学科仿真工具的优点。提出了2种联合仿真方案,它们综合了2种或3种不同的软件或硬件仿真工具来完成复杂的联合仿真。第1个联合仿真平台是MAPNET,它综合了Matlab和通信仿真软件OPNET来实现联合仿真的功能,它在基于智能体的电力系统稳定控制中的应用作为算例在文中做了介绍。第2种方案是一个实时硬件仿真联合平台,它综合了实时数字仿真器(real time digital simulator,RTDS)、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)平台、电脑(persoanl computer,PC)平台以及一个半实物仿真的接口来实现实时联合仿真。将基于该平台的风电厂及家庭电力系统仿真研究作为算例做了介绍。所提出的2种联合仿真方案都可作为现代电力系统设计过程中的有效工具。     

串联型电能质量控制器全数字控制系统的研制

串联型电能质量控制器是一种可以有效提高用户端供电质量的电力电子装置。本文应用数字信号处理器(Digital Signal Processor - DSP)设计并实现了串联型电能质量控制器的全数字实时控制，提出了一种适合在定点DSP上实现的空间矢量PWM快速生成算法。实验结果表明所研制的数字控制系统硬件、软件结构设计合理，谐波检测算法和空间矢量PWM算法快速有效，而其控制的串联型电能质量控制器具有良好的电能质量控制性能。     

互感器二次压降及二次负荷模拟测试系统研究

互感器二次压降及二次负荷直接关系到电能计量的误差,是电力系统必须定期检定的项目。本文研制了一套用于电力技术人员培训用的模拟测试系统,采用三相电压电流源来模拟互感器的二次侧输出,用电阻、电抗序列模拟互感器的二次负荷及压降,接线方式包括三相三线制和三相四线制两种。以数字信号处理器(TMS320F206)为核心控制器,来控制各个模拟设备的参数,并通过A/D转换和运算放大等电路来采集电压、电流、功率因数等参数,整个系统由上位机软件进行控制,采用RS485串口通讯协议。实践表明该系统具有较好的稳定性和可靠性,模拟测试的各项指标符合现场测试的技术要求。     

基于实时数字仿真器的云广特高压直流系统孤岛运行仿真

云广特高压直流系统输送功率大,送端换流站远离电站而且靠近云南电网昆明负荷中心,交流系统相对较弱,特高压直流系统在失去与云南主网相连的全部500kV联络线后,系统将进入孤岛运行方式。为此,采用实时数字仿真器和特高压直流保护控制软件搭建了详细的实时闭环仿真系统模型,对云广特高压直流系统进入孤岛运行过程进行仿真分析,研究云广直流系统进入孤岛方式运行交直流系统的暂态稳定性能,并对交流系统和直流系统故障过程进行了仿真,分析系统故障后交流系统电压和频率的暂态特性以及交直流控制系统的动态性能。通过仿真验证了云广特高压直流在孤岛运行方式下,系统仍具有良好的动态性能,对实际的工程具有重要指导意义。