基于鲁棒H∞控制的永磁直线伺服系统反馈线性化速度跟踪控制的研究

高速、高精直线伺服系统要求实现对速度的快速精确跟踪,但是,由于模型的非线性和变量间的耦合给系统控制带来困难.在高速、高精速度跟踪控制中,电流和速度的变化过程在时间尺度上相对接近,不能简单地采用磁场定向矢量控制方法实现静态解耦,否则电流和速度间的非线性耦合将破坏速度跟踪品质.因此,采用状态反馈线性化方法来实现永磁直线同步电动机(PMLSM)模型的精确线性化和动态解耦.利用非线性坐标变换和非线性反馈将系统解耦成独立的线性电流子系统和速度子系统.通过设计鲁棒H∞控制器来实现速度跟踪控制.仿真结果表明该方案PMLSM伺服系统具有良好的鲁棒速度跟踪性能.     

三相并网逆变器模型电流预测控制技术

针对三相并网逆变器的特点,在dq旋转坐标系下,提出了一种模型电流预测控制方法。在每一个采样周期,根据预测模型,对三相并网逆变器的8个电压矢量进行在线评估,使价值函数最小的电压矢量在下一个采样周期应用,实现了对d轴和q轴给定电流的快速跟踪。同时采用电网电压定向的矢量控制策略,实现d轴电流和q轴电流解耦控制,使d轴电流控制并网逆变器的有功功率,q轴电流控制并网逆变器的无功功率。实验结果表明:采用模型电流预测控制的三相并网逆变器有很好的静、动态特性。从而验证了该方案的可行性和正确性。     

双闭环SVPWM控制的并联型有源电力滤波器仿真研究

给出了三相电压型PWM逆变器的数学模型,通过解耦得出一种新型快速双闭环电流控制策略,并将其用于有源电力滤波器（APF）电流控制系统。分析了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）的基本原理,与正弦波脉宽调制（SPWM）相比,该方法提高了控制精度,减少了开关损耗,直流侧电压利用率高。仿真结果证明了该新型双闭环SVPWM控制方法可以使补偿电流较为准确地跟踪电流指令,抑制负载谐波电流,是一种较为有效的电流跟踪控制方案。     

基于空间矢量电流调节器的三相四桥臂逆变器的解耦控制研究

该文提出了一种采用内环空间矢量电流调节器和外环同步坐标比例积分控制器相级联的三相四桥臂逆变器的控制方案，实现了对三相四桥臂逆变器的解耦控制。内环使用了-基于三维空间矢量的电感电流内环调节器，使电感电流相当于一受控电流源，解除了电感电流引起的耦合效应。外环采用了同步电压控制器，使用一个简单的比例调节器就可实现输出电压跟踪的零稳态误差，保证了良好的稳态性能。电容电流参考前馈策略的使用解除了由滤波电容引起的耦合效应；负载电流前馈策略的使用使系统具有对各种负载的快速反应和适用能力。建立了整个系统在dqo空间的控制模型，实现了对d，q，o三个分量的独立解耦控制。给出了在各种不平衡和非线性负载情况下的仿真结果，验证了该控制方案的可行性。     

一种新颖的感应电动机控制仿真研究

矢量控制是基于旋转坐标实现感应电动机的交、直轴电流的解耦控制,状态变换需要计算转子转差或转子磁链角的位置.提出了一种新颖的感应电动机解耦控制方案,该设计方法可以实现快速的转速、转矩和磁链的跟踪.与传统控制方法相比,该方法避免了转子转差或转子磁链角位置的计算.仿真结果证明了该设计方法的有效性.     

PWM可逆变流器空间电压矢量控制技术的研究

为了提高PWM可逆变流器电流跟踪性能,提出了以电流偏差微分矢量进行电流跟踪控制的新方案,当电流偏差较大时,选择适当的空间电压矢量,使其对应的电流偏差微分矢量具有与电流偏差矢量方向相反的最大分量,以获得电流的快速响应;当电流偏差较小时,则选择适当的空间电压矢量,使其对应的电流偏差微分矢量具有与电流偏差矢量方向相反的最小分量以抑制电流谐波;当电流偏差很小时,则不进行空间电压矢量切换,以限定开关频率,实验结果表明：新方案通过简单的空间电压矢量切换,在限定开关频率条件下,使电流获得快速响应的同时抑制了电流谐波。     

滞环矢量控制在双馈风力发电机中的应用

滞环电流控制方法以其动态响应速度快,电路跟踪性能好的优点而获得了广泛的应用和发展。基于双馈发电机数学模型,采用定子磁场定向的矢量控制,转子侧选用改进型滞环电流控制,建立了有功功率、无功功率解耦的控制策略。利用PSCAD软件,建立了仿真控制模型并进行了仿真计算。仿真结果表明,该控制系统能有效地实现双馈发电机有功、无功功率的解耦,验证该控制方案的正确性和有效性     

基于单位矩阵的电动汽车永磁同步电机制动电流解耦技术研究

针对电动汽车永磁同步电机在制动状态下电流耦合问题,提出一种单位矩阵解耦控制算法以保证永磁同步电机制动时有良好的动态响应.在永磁同步电机数学模型的基础上设计了矩阵电流解耦控制器,将电流解耦控制器矩阵与永磁同步电机数学模型的乘积构成单位对角矩阵.通过矢量控制对所提算法和传统PI电流调节器进行仿真比较研究,仿真结果表明该算法能够有效解决电流环交直轴动态耦合问题,还可实现被控变量能1:1的快速准确跟踪控制变量,提高了系统制动过程中动态响应速度和准确性,最后搭建实验平台进行了验证.     

基于NPC三电平变换器的STATCOM研究

为实现对中点箝位式三电平静止同步无功补偿器(STATCOM)的有效控制,提出了一种结合空间电压矢量调制(SVPWM)和电流解耦控制的方法。该方法通过对有功无功电流的解耦控制可以实现对负载无功电流的精确快速跟踪;采用的SVPWM调制算法使计算简化,便于在数字系统上实现。基于实物实验台进行的实验结果表明,提出的控制方法可以对STATCOM进行有效控制,实现了对无功负载变化的大范围快速响应,控制系统具有良好的静动态特性。     

一种新颖的三相四桥臂逆变器解耦控制的建模与仿真

三相四桥臂逆变器是针对三相不平衡或非线性负载的供电提出来的。该文提出了1种采用内环空间矢量电流调节器和外环同步坐标比例积分控制器相级联的三相四桥臂逆变器的控制方案，实现了对三相四桥臂逆变器的解耦控制。建立了三相四桥臂逆变器在αβγ空间的电路模型，分析了其在αβγ空间的三维电压矢量分布并由此提出了1种采用2个三电平滞环比较器和1个两电平滞环比较器相结合的内环电流调节方案。外环采用了同步坐标电压控制器，使用1个简单的比例调节器就可实现输出电压跟踪的零稳态误差，保证了良好的稳态性能。建立了整个系统在dqo坐标系下的控制模型，实现了对d,q,o3个分量的独立解耦控制。仿真结果验证了该控制方案的正确性与可行性。     

三相抛物线PWM电流控制解耦方法(方法I)

抛物线脉宽调制(pulse width modulation,PWM)电流控制方法具有与传统滞环控制相媲美的高精度、快速电流跟踪控制性能,并能保持开关频率基本恒定,可广泛用于各种电压型功率变换器。但是现有文献仅给出了单相抛物线PWM电流控制方案,并未涉及如何用于三相三线变换器。该文利用叠加原理,将三相三线系统等效为虚构的三相四线系统与虚构的零序系统之和,提出一种三相抛物线PWM电流控制解耦方法,该方法通过3个独立的单相抛物线PWM电流控制器对虚构的三相电流进行控制,间接实现三相三线变换器实际电流的高精度快速跟踪控制。仿真和实验结果验证了该解耦控制方法的可行性和有效性。     

感应电动机2种解耦控制方案的对比研究

感应电动机是一个多变量、强耦台、非线性的控制对象。文章对基于传统的矢量控制和基于微分几何控制理论的非线性多输入—多输出状态反馈2种解耦控制方案做理论和试验对比研究。理论和仿真试验结果都表明，矢量控制是一种磁链与转速没有完全解耦的控制方案，而基于微分几何控制理论的解耦控制实现转速与磁链完全解耦，从控制性能而言，后者控制方案优于前者。     

基于d-q电流解耦的单相双向AC/DC变换器系统

针对现有的单相双向AC/DC变换器闭环控制策略存在静态误差和控制复杂的问题,此处提出了一种基于正交电流虚构算法的d-q电流解耦控制方法,使系统能实现无静差跟踪。首先分析了单相单级LCL谐振式AC/DC变换器的工作原理,其次构建出交流侧的数学等效模型,根据数学模型引入解耦方程对d-q电流进行解耦。同时,针对d-q变换在单相系统无法直接实现的问题,通过正交电流虚构算法构造出与网侧电流正交的矢量。最后搭建了一台125 W实验样机,验证了所述控制方法能实现无静差跟踪。     

三相电压型PWM整流器的内模解耦控制

通过静止坐标变换和旋转坐标变换,得到了简化的、有利于控制系统设计的三相电压型PWM整流器的数学模型.当模型不准确或系统参数与模型参数不完全匹配时,基于旋转坐标变换的矢量控制仍然存在解耦控制失败的可能,影响系统的控制性能.为实现可靠、安全的解耦控制,基于感应电动机定子电流解耦控制思想,提出了三相电压型PWM整流器电流内模解耦控制策略,给出了内模解耦控制器的设计及实现方案,并进行了仿真和模拟实验.实验结果令人满意.     

直驱式风力发电系统中的并网逆变器

推导了并网逆变器的数学模型,为减小并网逆变器输出电流中的谐波,采用了空间矢量脉宽调制技术。根据并网逆变器在同步旋转坐标系下的数学模型,采用电网电压矢量定向的矢量控制和d、q轴电流闭环控制,实现了d、q轴电流的解耦控制:d轴电流控制有功功率,q轴电流控制无功功率。仿真和实验结果验证了该方案的可行性和正确性。     

电压型PWM整流器负载电流前馈控制策略研究

首先,从现有三相PWM整流器的d,q模型出发,得到一种通用的矢量解耦控制策略;然后,根据频域分析法,得出整流器的一阶惯性模型,由此推导出系统的频域控制模型。此外,为了提高系统的动态性能,提出一种新型负载电流前馈控制方案。该方案将负载电流看作系统的一个外部干扰信号,并根据控制系统的频域控制模型得出对该干扰信号的最佳补偿,通过对其进行拉氏逆变换后,整定为一单位脉冲函数,再将它加在d轴指令电流输出环节,大大提高了系统对指令电流的跟踪能力。最后,通过仿真和试验,验证了该前馈控制方案可将系统电流的响应速度提高25%。     

永磁同步电机瞬时功率预测控制

在对永磁同步电机瞬时有功功率和瞬时无功功率研究基础上,分析矢量控制和直接转矩控制两种高性能控制思想,提出永磁同步电机瞬时功率预测控制策略。借鉴id=0的矢量控制解耦思想,利用坐标变换得到以定子磁链为基准的两相旋转坐标系上电机定子电流分量指令值。建立瞬时功率表达式并离散化,利用瞬时功率跟踪误差构造价值函数,以满足价值函数最小为目标计算下一时刻瞬时功率指令值。根据电机定子电流不能突变的思想获得开关电压矢量期望值,实现电机高性能控制。通过仿真及实验验证,结果显示瞬时功率预测控制策略下永磁同步电机定子电流具有较好的动静态特性,转矩和转速能实现快速跟踪,定子磁链脉动较小,最终表明永磁同步电机瞬时功率预测控制策略的有效性和可行性。     

直驱永磁同步风力发电系统控制策略研究

对直驱永磁同步风力发电(DDPMG)系统的功率解耦控制技术进行了研究.发电机功率经整流-逆变后接入电力系统,在变流器直流侧运用boost电路实现最大功率跟踪(MPPT);当风速高于额定值时,运用PI调解器完成变桨距控制;在风力发电网侧逆变器动态数学模型基础上,采用空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)方式和电网电压合成矢量定向,实现了电流有功分量和无功分量的解耦及功率因数的可调控制.对方案进行了MATIAB仿真研究.结果表明,系统动态响应快,具有MPPT和功率解耦控制功能,验证了方案的可行性和正确性,为直驱永磁同步风力发电系统的进一步研究提供了可靠的理论依据.     

永磁交流伺服电机的电流相位控制

永磁交流伺服系统是基于矢量解耦原理实现永磁同步电动机（ＰＭＳＭ）伺服控制，本文分析了目前永磁产流伺服系统通常采秀的电流反馈式解耦控制方式，指出其模拟直流伺服系统工程设计方法进行的电流调节器设计在系统结构上存在的原理性误差，并根据矢量定向原理提出永磁交流伺服电机电流相应控制方式，以改善系统的控制性能。     

永磁同步发电系统中转矩和磁链精确线性化解耦控制

为了实现直接转矩控制(direct torque control,DTC)永磁同步发电系统直流输出电压的快速而平稳控制,需要电磁转矩与定子磁链控制之间的解耦。该文首先根据定子静止坐标系中定子电流和定子磁链状态方程,推导出以电磁转矩和定子磁链幅值平方为状态变量的永磁同步发电机仿射非线性模型。然后以该非线性模型为基础,结合输入输出线性化理论推导出以电磁转矩和定子磁链幅值平方为输出变量的定子电压矢量给定数学模型。根据定子磁链幅值平方和电磁转矩跟踪控制要求,设计出线性化后系统输入控制变量形式,并据此进一步计算出定子电压参考矢量。最后利用空间电压矢量调制(space voltage vector modulation,SVVM),实现永磁同步发电机定子磁链幅值和电磁转矩控制的动态解耦。实验结果表明,采用该文提出的新型控制策略发电系统具有理想的电磁转矩和定子磁链幅值跟踪性能,转矩及电流脉动较小,直流输出电压控制迅速而平稳。