全数字逆变电源信号Kalman预测处理

逆变焊机工作在大电流、强干扰的恶劣环境中,要实现它的全数字化,必须对反馈信号进行滤波,本文提出一种基于卡尔曼(Kalman)预测的信号去噪方法。详细分析了现场获取的电流反馈信号的特征,针对噪声信号的特点,构建了Kalman最小方差估计等式组,通过测量值和预测值的残差来确定脉冲干扰发生的时刻和幅值大小。设定残差阈值作为信号处理的临界点,从观测信号中提取有用的信息,为电流型脉冲宽度调制控制器及时提供准确的反馈信号。试验结果表明,相比移动中值平均滤波和巴特沃思滤波器,本方法动态响应快,滤波输出无相移,能够有效地降低过程噪声和测量噪声的影响,保证逆变焊机精确、可靠地工作。     

基于模型预测的内模控制数字逆变电源

逆变器具有滞后特性和负载参数的不确定性,即便采用数字控制技术也难以使逆变电源系统达到稳态的高准确性和强鲁棒性。鉴于此,提出了在逆变器中采用与模型预测算法相结合的内模控制方案,通过检测输出电压一个物理量实现反馈控制。基于理论推导和性能分析,给出了设计过程。仿真和实验结果均表明,应用所提出的控制策略,能使逆变器达到动态响应速度快,鲁棒性强,波形稳态精度高等关键指标。     

一种新的重复控制方案在逆变电源中的应用

基于内模原理的重复控制技术在逆变电源的波形控制中应用相当广泛,它对死区、非线性负载引起的波形畸变有很好的抑制作用。提出一种新的重复控制方案,通过改进周期信号发生器中的Q(z),在重复控制器的给定处插入延时环节z-m以及采用母线电压解耦,在很大程度上提高了系统的稳态精度。仿真和实验证实,使用该控制方案的逆变电源在带波峰因子为3的非线性负载时,输出电压THD控制在0.6%,很大程度上提高了逆变电源的稳态性能。     

基于DSP的逆变电源数字控制技术

一个好的逆变电源的输出波形一方面要有高的稳态性能,还应有快的动态响应,而单一的控制策略很难同时满足这两方面的要求.因此,将各种控制策略取长补短、相互渗透,构成复合控制器,是一种趋势所在.讨论了当今各种比较流行的数字控制策略的优缺点,重点分析了无差拍控制和PID控制这两种控制策略的控制原理,并介绍了以高性能数字信号处理TMS320F2812为控制核心的逆变电源控制系统的软硬件设计.     

基于内模原理的三相电压源型逆变电源的波形控制技术

恒频恒压(CVCF)交流逆变电源一般用在比较特殊而重要的场合，其输出电压波形质量是衡量其性能的重要方面。该文分析了三相逆变电源输出电压波形控制基于旋转坐标系扰动内模原理方案的可行性，提出了旋转坐标系下基波扰动瞬时值控制内模与谐波扰动重复控制内模结合的方案。仿真和实验验证了该方案可以保证系统有较快的动态响应，稳压精度高，输出电压谐波畸变率小。     

基于DSP的25Hz逆变电源的研制

分析了重复控制方法在正比波逆变电源中的应用，提出了基于重复控制器的控制方案，并利用TMS320F240作为控制芯片，给出了样机试验结果。试验表明系统具有良好的输出响应特性。     

神经网络内模控制算法的研究

对人工神经网络内模控制系统中建立神经网络内部模型和神经网络内模控制器的算法问题进行了深入分析,给出的控制算法方便易行。研究表明,神经网络内模控制可以实现预测控制。仿真分析结果验证了控制算法的有效性。     

基于DSP和FPGA实现的逆变电源重复学习控制

研究逆变电源系统的控制方法,就是要保证逆变电源系统在任何负载下,都能输出稳定、畸变小的电压波形,尤其是在带非线性负载环境中.针对逆变电源系统,采用重复学习控制方法,并在一台DSP FPGA实现的逆变电源装置上进行实验论证.该控制方法通过跟踪误差来进行学习控制,可以有效改善逆变电源在任何负载下的输出波形.实验表明该方法具有高稳定性,快速跟踪和稳态误差小等特点.     

基于DSP＋CPLD移相控制逆变电源的研究

提出了一种基于数字信号处理技术(DSP)和可编程逻辑控制器件(CPLD)的移相控制逆变电源的方法.叙述了移相控制的基本原理,DSP用于功率控制,CPLD用于数字锁相.分别给出了DSP和CPLD的程序算法和设计流程,最后通过实验验证了该方法的正确性和可行性.实践证明,该技术具有广泛的推广应用前景.     

基于复合控制的中频逆变电源研究

针对中频逆变电源的特殊应用领域和对其较高的性能要求,提出了一种基于重复控制和PI控制的复合控制策略,并建立了中频逆变电源的数学模型,详细分析了重复控制系统的原理和结构,重点阐述了重复控制系统中的重复控制发生器和补偿器的设计方法,最后建立了该复合控制的系统框图。该方案利用重复控制来提高系统的稳态性能和谐波抑制能力,而PI控制则用于改善系统的动态特性。基于该复合控制策略,采用仿真软件Matlab7.0建立了中频逆变电源的仿真模型,仿真实验结果表明,该方案能够使中频逆变电源在额定阻性负载、突加和突减阻性负载时均能获得良好的稳态和动态性能,即使在带非线性负载时也能获得比较理想的输出波形。     

具有中点电位平衡的Z源三电平NPC逆变器SPWM模糊控制算法

针对Z源三电平NPC逆变器的中点电位偏移问题,提出了一种具有中点电位平衡的SPWM模糊控制算法。该算法将电容电压的偏差与偏差的变化率作为模糊逻辑控制器的输入,直流参考信号的幅值为模糊逻辑控制器的输出。算法按照中点电位偏移的程度,通过模糊控制规则实时调节逆变器的上、下直通时间从而达到直流侧电容电压中点电位平衡控制,实现在Z源网络升压的情况下,有效地抑制中点电位偏移。同时,该控制算法不会增加额外的开关次数,因此不会增加逆变器的开关损耗。通过MATLAB/Simulink仿真分析,验证了相应抑制中点电位偏移的SPWM模糊控制算法的正确性和可行性。     

SPWM中频电源输出变压器偏磁分析与控制

作为中频电源的重要组成部分,中频电源输出变压器在使用中的一个突出问题是容易出现偏磁饱和,进而影响整个中频电源电能的转换质量甚至颠覆上逆变电路,为了对输出变压器偏磁这一现象进行控制,从变压器铁心的脉冲磁化过程入手,深入分析了变压器产生偏磁的最根本原因及其主要因素,并在此基础上利用自适应控制理论提出了输出变压器偏磁的DSP软件控制方法,通过仿真实验验证了该方法的可行性与有效性。     

三电平逆变器的改进无模型预测电流控制

针对传统模型预测控制对系统模型的依赖性强、鲁棒性差的问题,提出一种应用于三相三电平中性点箝位型(NPC)逆变器的改进无模型预测电流控制方法。该方法利用当前时刻检测的负载电流和上一次计算的电流差分矢量预测下一时刻的输出电流值,其无需任何系统模型参数;通过引入计数因子,及时更新电流差分,并在下一控制周期内应用所选择的使给定代价函数最小的逆变器开关状态,有效地控制负载电流。该算法在一个采样间隔内只需对负载电流进行一次采样,但其运算量大,对系统处理器要求较高。仿真和实验结果表明:所提控制策略具有良好的稳态特性和动态响应速度,且能消除负载参数变化对控制系统稳定性的影响。     

二极管钳位型级联多电平逆变器新型SPWM研究

针对目前级联型多电平逆变器正弦脉冲宽度调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)数字化实现问题,分析常规载波调制SPWM算法的工作原理,提出了一种基于脉冲编码与轮换的多电平SPWM调制策略。通过对正弦调制波的提取变换,进行单载波"量化"调制,并采用脉冲编码与轮换控制技术,对"量化"后的信号进行脉冲编码和脉冲轮换,均衡各逆变单元的输出电压与输出功率,以及单元内部电容电压。仿真结果表明,与同相层叠载波SPWM调制策略相比,该调制具有更好的控制效果和更小的计算量;另外,控制算法的消耗资源对比分析表明,所提的控制算法较常规的SPWM算法更节省硬件资源。     

三相LCL并网逆变器自适应模型预测控制策略

传统模型预测控制具有良好的动态和静态性能,但非常依赖精确的系统数学模型,难以适应并网逆变器接入弱电网等原因带来的模型参数扰动.为此,本文提出一种自适应周期性模型参数调整策略:结合传统模型预测的特点,保存各个采样时刻系统状态变量的预测值与实测值,形成误差计算矩阵,周期性地通过求解预测状态与实际状态之间误差的最小值来精确识别系统模型参数,将修正过的系统模型参数更新到系统的离散数学模型和状态变量参考值计算方程中.该控制策略能快速修正模型参数,从而消除了模型参数误差带来的模型状态预测不准确的问题.最后,依托一台3 kW三相LCL并网逆变器样机,验证了理论分析的正确性和所提控制策略的性能.     

有源中点钳位型三电平并网逆变器多目标优化预测控制

有源中点钳位型(ANPC)三电平变换器作为并网逆变器能够实现功率器件的热损耗平衡,适用于光伏发电系统.针对传统中点钳位型(NPC)三电平并网逆变器开关管发热不均衡等问题,本文提出一种ANPC三电平并网逆变器的多目标模型优化预测控制方法,基于三电平输出的开关状态需要遵循单位电平跳变的原则,剔除不符合跳变原则的开关状态,减...     

变频空调器全数字化SPWM型逆变器研究

面对竞争日益激烈的市场,对变频空调器的性能价格比要求越来越高,一方面要最大限度地降低成本,另一方面要使产品性能达到或领先国内国际先进水平,我们必须立足国内,自行开发变频调速技术及模糊控制技术。针对国际国内市场需求,我们研究了适合于交流变频一拖多的变频压缩机逆变器,其中变频调速采用交—直—交ＰＷＭ控制方式,变频功率放大电路用最新ＩＧＢＴ实现,这种ＩＧＢＴ功率器件不需反向关断控制电压,驱动电路简单可靠,与采用现有国际市场上的适用于变频空调器的ＩＰＭ功率模块相比,价格大幅度降低,并可使ＰＷＭ载波频率提…     

光伏发电系统SPWM逆变电源谐波的抑制技术

对光伏发电系统的SPWM逆变电源产生谐波的原因进行了分析,设计了一种新型无源三相三角形-带通滤波器,该滤波器将LCL串联装置并联在主电路中,通过仿真数据选取最佳的LCL参数,并与阻波器串联以共同抑制光伏系统产生的谐波.理论分析、仿真和实验研究结果表明,该三相三角形-带通滤波器能有效抑制光伏发电系统中的3～19次等谐波,...     

一种改进的三电平空间电压矢量调制算法

提出了一种新的三电平空间电压矢量调制算法,该算法通过直接对三相参考电压进行比较从而判断出合成参考矢量所在区域,并基于伏秒平衡原理计算得到各个标准矢量的作用时间.通过与传统算法进行比较可以看出,提出的算法与传统算法控制效果相同,但其不需要进行正余弦计算,能够大量节省计算时间.最后通过实验验证了该算法的有效性.     

基于STM32的SPWM逆变电源控制信号电路设计

SPWM技术不仅能够实时、准确地实现变压变频控制要求,而且可以有效抑制逆变器输出电压或电流中的谐波分量。提出一种基于STM32系列微控制器控制生成SPWM信号的设计方法,采用STM32F100RB微处理器的PWM输出模式控制输出SPWM波形,采取DMA控制代替中断处理以节省CPU时间,辅以有源滤波、信号整形电路等,实现了三相SPWM互补输出、可键控设置频率、频率跟踪以及可设置死区时间等功能,能够满足逆变电源系统的要求。