一种新型交流PI调节器及其在逆变电源中的应用

针对传统的PI调节器会对交流输入信号产生静态误差,引用伺服控制系统中的直流调节器转换为交流调节器的理论,推导出一种新型的交流PI调节器,也即谐振控制器。理论分析和仿真结果表明:该调节器能对交流输入信号达到无静差跟踪并能获得良好的动态性能。同时,该调节器可适用于三相CVCF逆变电源和单相CVCF逆变电源。     

单相PWM整流器高品质网侧电流控制

单相PWM整流器网侧电流控制是整流器控制系统的核心,目前常用的PI电流调节器无法实现正弦量的无差跟踪,且需要电网电压前馈以减小电网电压扰动的影响.本文分析了基于PR( Proportional-Resonant)调节器的电流控制系统的动态模型,由于PR调节器的幅频增益在基波处为无穷大,使得该系统能够实现正弦电流的无差跟...     

基于非线性跟踪微分器的异步电机前馈控制

传统的异步电机转速电流双闭环系统中,为了避免高频噪声导致系统振荡,速度调节器和电流调节器都采用PI调节器.在要求电机转速快速跟踪给定信号且电机惯性较大时,PI调节器的积分滞后效应易导致速度环超调甚至振荡,单纯采用反馈控制很难解决快速性和稳定性之间的矛盾.采用前馈控制可使系统实现完全补偿,极大地扩展了系统带宽,从而改善了系统的快速性,同时可避免快速性和稳定性之间的矛盾.提出了一种基于非线性跟踪微分器的异步电机前馈控制技术,可用于对跟随性能要求高的随动系统.     

三相并网逆变器准比例谐振控制仿真研究

三相光伏并网逆变器常见的控制策略是简单可靠的PI控制,但该方法对正弦信号的跟踪存在误差,并要经过频繁的坐标变换以及附加前馈解耦。因此在介绍三相并网逆变系统的拓扑结构与数学模型的基础上,设计了一种基于准比例谐振控制的新型交流PI控制策略,并叠加了针对特定次谐波的谐波补偿器。此策略可以实现对正弦电流的零误差静态跟踪并改善系统对特定次谐波的抑制效果。最后通过仿真得出此方法可以获得对并网指令电流的零稳态跟踪误差和较小的谐波量,提高了并网波形质量。     

基于准滑动模态的雷达伺服系统控制

为了改善某跟踪雷达伺服系统的性能,以无刷直流电机(BLDCM)作为天线伺服驱动,在无刷直流电机模型的基础上,设计了雷达伺服系统的三闭环控制系统,电流环和速度环均采用PI控制,位置环采用准滑模控制.给出了电流环和速度环的开环频率特性,并绘出了伺服系统位置环的阶跃响应曲线和正弦信号跟踪曲线.结果表明,所设计的伺服系统电流回路和速度回路稳定,能够达到性能要求;位置环响应速度有所提高,对系统参数的不确定性及干扰有很强的鲁棒性,雷达伺服系统的跟踪速度、跟踪精度、稳定性都有所改善.     

采用比例谐振调节器的三相VSC控制系统稳定性研究

在介绍基于LCL电容电流反馈有源阻尼算法的电流环控制策略基础上,在αβ静止坐标系下构建了三相变流器开关周期平均数学模型。为了消除系统交变量瞬态反馈时传统PI调节器难以达到无稳态静差输出,电流内环采用比例谐振控制器以实现无静差跟踪正弦电流基波给定,外环则采用基于瞬时功率模型的准直接功率控制环。通过闭环传递函数频域响应特性深入探讨了电流内环比例谐振控制器及有源阻尼LCL拓扑各参数对系统鲁棒性的影响。引入Delta算子以代替Tustin变换对控制器进行离散化实现,保证了离散结果较为接近于时域连续值,解决了z变换导致的数值计算不稳现象,从而实现了理想的电流正弦信号输出。仿真与实验结果验证了所提出的控制策略能够有效降低网侧输入电流谐波畸变率,实现单位功率因数运行,使得电能质量和系统瞬态响应得以明显改善。     

基于PR控制和虚拟阻抗的光伏并网逆变器的研究

设计了一种采用准比例谐振控制零稳态误差的光伏并网逆变器控制系统。与常规的PI控制相比,该控制方法可对正弦输入信号进行无静差跟踪,同时克服了常规比例谐振(PR)控制器抗电网频率波动能力差的缺点。此外,结合虚拟阻抗技术,改善了传统LCL输出滤波器的性能,实现对LCL滤波器高频谐振的有效抑制而又不带来系统功率损耗。仿真试验证明,基于准比例谐振控制和虚拟阻抗技术的光伏并网逆变器具有良好的稳态性能和抗干扰能力。     

基于波形变换的超低频正弦电源控制策略研究

这里提出一种基于二阶广义积分器(SOGI)锁相环波形变换与准比例谐振(QPR)+比例积分(PI)双环控制的超低频正弦全波脉动控制策略,能消除静态误差和零点漂移,并提高波形正弦度。基于此,这里首先设计了单桥臂的低频直流脉动电路拓扑,能够实现能量可逆流动,为输出波形的直流脉动变换提供有利条件;其次,通过SOGI锁相环进行波形变换,将超低频正弦全波脉动直流信号变换为超低频正弦交流信号,使直流控制转换为交流控制,并结合QPR+PI双环控制,实现了系统的无静态误差控制,且提高了系统的动态性能。最后,通过仿真和实验证明了控制策略的可行性和有效性。     

基于单神经元控制器的2.3kW 变速恒频风力发电控制系统研究

在分析双馈电机动态数学模型和定子磁链定向矢量控制的基础上,针对变速恒频风力发电系统中定子有功功率PI调节器自适用能力较差,提出了用单神经元控制器代替定子有功功率PI调节器,实现双馈发电机的有功和无功功率的解耦控制以及最大风能追踪.和传统系统相比,系统对有功功率跟踪速度快、无超调.仿真结果表明系统具有优良的动、静态性能,从而验证了控制策略的可行性.     

三相LCL并网型逆变器谐波抑制策略

针对LCL型并网逆变器谐振问题,选用电容电流反馈的有源阻尼法是解决他的有效方法。与双PI调节器控制相比,准PR调节器具有响应速度快、鲁棒性能好,并且更加有效的控制并网电流。为了在LCL型并网电流基础上再次降低谐波含量,本文提出了一种在电网电压微分前馈基础上加入了多谐振控制的控制方式。对于并网电流谐波抑制,进行适当的等效变换。然后,针对电网电压对电流内环干扰的消除,正弦变化的信号无差跟踪,可以采用多谐振的准PR控制器。最后,对这种谐波抑制策略进行Matlab/Simulink仿真,验证了所提策略的合理性和有效性,同时系统的动态性能和稳态性能以及抗干扰能力大幅提高,并且使并网电流的谐波含量得到了有效的降低。且该策略对三相电容的检测可以省略,节省费用。     

PWM整流器在电力测功机中的应用研究

讨论了同步PI控制的脉冲整流器在电力测功器中的实际应用,基于数字信号处理器TMS320F2407设计了控制电路。实验结果表明,这种同步PI控制脉冲整流器具有良好的动态响应能力,馈网电流接近正弦,功率因数近似为-1.0,且谐波符合IEEE-519标准规定。     

交流调节器在军用DC/AC逆变器中的应用研究

针对传统PI调节器对交流输入信号会产生静态误差的缺点,运用伺服控制系统中的直流调节器转交流调节器的理论,提出了具有良好交流跟踪和调控特性的交流调节器,并将其引入军用DC/AC逆变器控制系统的控制调节器环节。理论分析和仿真实验表明,该方法可以消除静态误差,使稳态误差为零。该新型调节器可用于单相或三相逆变器,使之获得良好的输出,能够满足武器装备对军用DC/AC逆变器高质量输出的需求。     

基于模糊PI自适应速度调节器的直接转矩控制系统

为了更好地解决直接转矩控制系统中的变参数非线性问题，提出了一种适用于异步电动机直接转矩控制的模糊参数PI自适应速度调节器的设计方法，其模糊规则的生成是通过分析经典PI调节器的阶跃响应并进行优化而获得，以此来对速度环PI调节器进行模糊控制，仿真的结果说明了此种设计方法的有效性。     

基于内模控制器的永磁同步发电机并网控制系统研究

研究了一种应用新型PI调节器参数整定方法的永磁同步发电机并网系统,将内模控制器原理应用于电机的矢量控制并网环节,并进行了等效简化,减少了调节器参数整定数量,降低了参数整定环节的难度,从而达到优良的控制性能。同时,给出了对应的参数整定公式,并在MATLAB/Simulink软件中搭建基于内模控制器的PMSG并网控制系统模型,通过仿真实验验证了PMSG具有较强的动态响应能力和抗扰能力,同时电网侧电压和电流能够保持较高正弦度。     

Analysis and design of digital predictive controller for PFC Cuk converter

A digital predictive control strategy for Power Factor Correction (PFC) is presented in this paper. The duty cycles required to achieve unity power factor in one half line period are calculated in advance by using a predictive algorithm and implemented using low cost PIC Microcontroller. A single stage PFC circuit controlled by these pre-calculated duty cycles can achieve sinusoidal current waveform. The output voltage of PFC circuit is regulated by an outer PI controller. A low frequency, small signal model of the rectifier is developed in order to design a PI voltage controller. A prototype of front end AC–DC converter followed by DC–DC Cuk converter controlled by a PIC Microcontroller is developed. Both the simulation and experimental results reveal that the proposed digital predictive strategy provides low THD, high power factor and better performance due to its lower calculation requirement and simple implementation.     

单相逆变器并网控制技术研究

设计了一种具有零稳态误差的并网逆变器系统，系统控制器由比例调节器P和谐振调节器R组成。与传统的PI控制器比较，该比例谐振控制器(PR)在基波频率处增益无穷大，因此可以完全消除稳态误差。通过理论分析，系统中采用了一种更易实现的准谐振控制器，并给出控制器参数具体的设计方法。此外，为了消除电网电压畸变或扰动对逆变器输出电流的影响，系统中引入了电网电压前馈解耦控制，改善了系统输出电流的质量。理论分析和实验结果验证了系统具有较好的稳态性能和抗扰性能。     

改进型比例谐振控制器在船用岸电中的仿真与工程应用

为解决传统的船用变频电源所存在的不能无差跟踪正弦信号以及谐波控制效果不佳的问题,结合比例谐振控制器的特性,提出一种基于PI结合改进型比例谐振控制的空间矢量脉宽调制控制方法。通过PR控制器可以对特定频率下的交流指令进行无静差跟踪,将传统矢量控制下的有功和无功电流分量转换到静止坐标系下,避免了繁琐的计算。基于PSCAD/EMTDC的数字仿真表明,相比于传统的PI控制,此方法谐波含量较小,电压畸变率明显降低。现场示范工程试验进一步验证了该方法的可行性。     

基于恒定开关频率的内置式永磁同步电机直接转矩控制方法

针对传统直接转矩控制方法存在着开关频率不恒定和转矩脉动较大的问题,采用了一种基于恒定开关频率的内置式永磁同步电机直接转矩控制方法,该方法由一个PI调节器和一个三角波载波器组成,通过比较PI转矩调节器的输出与固定频率载波信号,实现了逆变器开关频率恒定,从而有效降低了电机运行中的转矩脉动和改善了电流畸变;并对所提出的转矩调节器提供了详细的数学建模过程和小信号稳定性分析。仿真结果表明该算法在保持快速动态响应的前提下,可有效改善内置式永磁同步电机直接转矩控制系统的稳态运行性能,同时系统的开关频率保持近似恒定。     

无轴承异步电机的直接转矩控制技术研究

针对无轴承异步电机气隙磁场定向算法控制复杂、存在失稳转矩及高度非线性等局限性,将直接转矩控制算法引入到无轴承异步电机解耦控制中。利用小信号模型分析了转矩绕组电流波动对无轴承异步电机麦克斯韦力的影响,研究了一种基于空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)的直接转矩控制算法,转矩PI环和磁链PI环的输出分别为磁链的相位角增量和幅值增量,经过相位角增量校正环节解决了转矩环和磁链环的干扰问题,对SVPWM的谐波系数进行了分析。针对一台无轴承异步电机,利用数字信号处理器TMS320F2812 DSP实现了电机在两种直接转矩控制(direct torque control,DTC)算法下的悬浮。实验结果表明该算法降低了电流的总谐波系数,减小了电机转矩的脉动,提高了电机的悬浮性能。