基于HPSO的三相PWM整流器ADRC参数整定

三相PWM 整流器采用电流内环、电压外环的控制方式,将电压外环的PI控制器替换为自抗扰控制器AD-RC使得输出的电压稳态精度更高、动态性能更优异.然而在Simulink软件中进行控制参数整定时,ADRC控制参数过多导致PSO对于多极值问题容易收敛到一个局部最优解,需要多次仿真,从而降低了整定效率.混合粒子群算法HPSO虽然相对于PSO收敛速度慢,但是可以很好地解决PSO收敛到局部最优解的问题.仿真结果验证了HPSO具有较强的全局和局部寻优能力,且整定的参数相对于PSO能使系统获得更好的动态性能.     

四旋翼无人机串级自抗扰控制及参数优化方法

针对四旋翼无人机飞行中易受外界干扰且控制器参数难以整定优化的问题,提出了一种串级自抗扰控制器及参数优化方法.利用自抗扰控制器对无人机各个状态进行独立控制,将控制器参数整定问题转换为多目标最优化问题,构造关于跟踪误差与控制器输出的适应度函数,并通过教与学(TLBO)算法进行寻优获取最优参数.通过仿真和实验验证,实际飞行的...     

基于遗传算法的Buck变换器控制优化研究

介绍了根据负载变化的情况,以减少输出电压的变化为目标来获取降压转换器的控制器器件值参数整定的方法.传统的方法是获取优化的相位裕度,结果使输出电压的响应稳定度略有改进.而利用遗传优化算法使相位裕度成为调整参数,并且电路元件值被认为是直接调整参数给予优化,使降压转换器的输出电压具有非常优良的控制特性.     

双级矩阵变换器的自抗扰闭环控制

自抗扰控制是一种基于过程误差来减小误差的非线性鲁棒控制技术,适用于不确定性系统的控制.针对双级矩阵变换器(TSMC)系统的非线性强耦合特点,将自抗扰控制技术应用于TSMC的闭环控制中,建立了dq坐标系上TSMC的数学模型.根据模型的耦合、不确定性,引入自抗扰控制器,对系统内外扰进行观测和补偿.文中分析了自抗扰控制器ADRC各环节的功能原理、设计方法及参数整定规律.仿真结果表明,基于ADRC的闭环控制可保证TSMC系统在各种扰动下具有良好的动静态性能,验证了该控制策略的优越性.     

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。     

矩阵变换器双空间自抗扰闭环控制研究

针对矩阵变换器(MC)非线性强耦合的特点,通过分析MC的双空间调制开环模型,提出自抗扰(ADRC)电压闭环控制方案.将MC输入侧虚拟等效为PWM整流器、输出侧虚拟等效为PWM逆变器,推导了输出侧电压方程,构建矩阵变换器电压闭环自抗扰控制模型,通过Park变换,将三相输出电压分解成d-q坐标系下的直流分量.基于ADRC控制策略,设计输出侧电压闭环控制器,跟踪期望电压d、q轴分量,维持输出电压的空间矢量恒定,以消除内、外扰动和不平衡的影响.仿真结果表明基于ADRC的闭环控制方案受参数变化的影响较小,使MC具有良好的动静态特性和较强的鲁棒性.     

基于改进型粒子群算法的扩张状态观测器

为了解决自抗扰控制器核心模块的参数难以整定的问题,提出了利用改进型粒子群算法的扩张状态观测器设计方法。研究了扩张状态观测器的数学模型,分析了影响观测信号跟踪精度的因素,给出了待定参数设计方法的具体步骤。该设计方法选择改进后的适应度函数作为性能优化指标,增加了惯性系数的自适应性,并引入速度钳制以防止陷入局部最优。最后通过计算和仿真实验分析,验证了所提方法的正确性和鲁棒性,对解决自抗扰控制器中其他模块的待定参数整定问题具有一定的意义。     

一种用于矩阵变换器的简化非线性自抗扰控制策略

矩阵变换器的电力直接变换特性使其输出侧性能极易受扰动影响,所以对矩阵变换器系统采取控制是非常必要的。由于矩阵变换器的非线性、多变量和参数时变性使其数学模型不能被确定,因此在内外部扰动不稳定的条件下,设计PI常数的单闭环控制系统并不那么成功。将一种与对象模型无关的自抗扰控制器应用于矩阵变换器系统,并且为解决自抗扰控制器控制模块的不光滑非线性函数导致矩阵变换器系统输出量谐波成分增大的问题,在自抗扰控制器的基础上,改进了自抗扰控制器模块的非线性函数并简化了其控制环。实验结果表明:当该自抗扰控制器用于矩阵变换器系统控制调节时,无论是在电网输入侧本身存在谐波污染的条件下,还是电网电压非正常工况条件下,其控制效果都优于PI控制。     

矩阵变换器的自抗扰控制技术

由于闭环控制器与电力电子电路的调制策略相对独立,把鲁棒性强的控制算法与性能良好的调制策略结合起来,用于电力电子电路的控制,通过PARK变换,建立d—q坐标下的矩阵变换器模型。在空间矢量调制的基础上,设计了矩阵变换器输出电流跟踪的自抗扰控制器。仿真结果表明,该控制器稳态性能理想,动态性能良好,鲁棒性强。     

基于DDPG算法的微网负载端接口变换器自抗扰控制

直流微电网是新能源综合利用的重要形式,但其中的分布式接口往往存在着强随机性扰动,这给直流变换器的稳压控制带来了诸多问题。为了尽可能地抑制控制器参数固定时这种不确定性特征引起的不利影响,提出了一种利用深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient, DDPG)算法整定线性自抗扰控制器参数的方法。依靠引入了智能算法的自抗扰微电网控制系统,实现了控制器参数的自适应调整,从而实现了微电网接口变换器的稳定运行。通过仿真对比了各类典型工况下,DDPG-LADRC与传统线性自抗扰控制器(linearactivedisturbance rejection control, LADRC)、双闭环比例-积分控制器的性能差异,验证了所提控制策略的有效性。而参数摄动下的鲁棒性分析结果结合多项指标下的系统整体性分析,充分体现了控制器参数的智能化调整所带来的多工况自适应性增益的优越性,具备较强的工程价值。     

矩阵式双向变流器改进型换流策略

针对基于矩阵式变换器的双向变流器电压电流型一步换流策略进行研究。通过分析电压电流型一步换流中存在的问题,指出其在输入相电压相对大小判断不准确时会使得输入电流波形畸变,并提出了基于过渡区间两步换流的改进型换流策略。通过在输入相电压大小相近时设置合适宽度的过渡区间,在过渡区间内采用两步换流,在过渡区间外采用一步换流,从而有效地避免了电压扇区判断错误的情况。最后通过仿真模型和实验样机,对所提出的改进型换流策略的有效性和正确性进行了仿真和实验验证,结果证明所提换流策略能准确地判断电压扇区所在空间,改善输入电流波形。     

基于Buck电路的矩阵式变换器

通过分析直流降压斩波(DC/DC Buck)的工作原理,推导出一种新颖的针对矩阵式变换器的控制策略.该控制策略相对于Venturini直接函数变换法和空间矢量调制法其优点在于:只须简单的数值(电流或电压)大小的比较,而不需要复杂的数学运算,并且该策略编程简单,控制方法和工作过程容易实现,具有很高的时效性.通过对其产生的谐波分析,得出主要的谐波是开关频率附近的高次谐波,有利于滤波.本策略采用电流滞环控制方式,所以其开关动作响应快,具有一定的抗干扰性.最后通过Matlab中的Simulink仿真,仿真结果证明了该控制策略理论分析的正确性和可行性.     

采用过调制技术的矩阵变换器应用技术研究

矩阵变换器MC(Matrix Converter)是一种新型的电力电子功率变换器,但现有的MC电压传输比低(<0.866),制约了MC的应用。在介绍MC双空间矢量脉宽调制技术原理的基础上,提出适合MC的过调制方法,研究了MC输出电压传输特性及其谐波分布。通过Matlab/Simulink仿真及样机实验,分析比较了线性调制(0相似文献   

基于补偿函数的SPWM矩阵变换器控制策略

应用矩阵变换器的交直交等效模型,在其交直和直交2个虚拟环节上,分别采用不控整流和SPWM2种简单易实现的调制方式。在三相输入电压对称或非对称的情况下,虚拟整流环节输出的是直流波动电压,为消除此直流波动电压对虚拟逆变环节SPWM调制输出的电压、电流波形的影响,利用开关函数概念推导了对SPWM的调制波进行补偿的补偿函数。其原理是通过向调制波中注入反极性的、幅值随直流波动电压瞬时值变化的正弦波来消除输出电压中的低次谐波。该方法同样适用于输入电压非对称的情况,而且其硬件实现电路简单。应用Matlab/Simulink进行了仿真,仿真结果表明在输入电压对称或非对称的情况下都能获得良好的输出电压波形,验证了所提控制算法的正确性。     

矩阵变换器与双PWM变换器的比较研究

分析了矩阵变换器的虚拟交-直-交调制策略,并与电压型双PWM变换器进行了比较,对二者的主要性能指标进行了综合评价,得出矩阵变换器的虚拟交-直-交调制的实质就是电压型双PWM交-直-交变换器的综合协调控制目标一体化实现的结论。矩阵变换器的发展方向为实现模块化、集成化,与电机实现集成,形成机电一体化、集成化的新型电机控制系统体系结构。     

矩阵变换器双电压合成策略的非线性补偿法

为减少矩阵变换器因换流的延时、开关管的导通压降对输入、输出性能的影响,基于双电压合成调制策略,对四步换流的死区效应、管压降形成的机理进行了定量分析,得出了一种非线性补偿方法。该方法根据双电压合成策略由输入电压瞬时值合成输出电压的特点,将管压降产生的电压误差考虑到理想参考输出电压中得到新的参考输出电压,补偿因换流的延时引起输出电压误差所需的调制时间,并在dSPACE硬件实时仿真平台进行了实验验证。结果表明,该非线性补偿方法不仅不需增加硬件及复杂的软件,简单易行,且减少了输出电流的谐波,改善了矩阵变换器的输出性能。     

风机并网变流器温升分析与控制参数优化

并网变流器作为风电机组的核心部件之一,其故障时间直接影响机组的发电量和度电成本。特别是在风机并网可靠性要求高和工况恶劣环境下,变流器可靠性显得更重要。其中,因变流器温升问题导致的停机故障已经成为影响可靠性的重要因素之一。分析了影响风机并网变流器温升的主要因素,通过优化温升相关的开关频率、发波方式及影响PWM电压波形的吸收电容值大小等主要控制参数,给出了风机并网变流器过温问题的保护与治理措施以及相关参数优化方案,并对选用的1.5 MW双馈风机并网变流器进行了实验对比分析。通过实验数据可以看到,同等条件下变流器的温升会明显降低,实验结果证明了所提方案的有效性。     

基于DSP28335的矩阵变换器控制系统研究

矩阵变换器是一种新型的交交变换器,相对于传统的交直交变频器,它无需直流储能元件,结构紧凑、体积小.但其结构复杂,对控制器的数据处理能力要求较高,传统的矩阵变换器控制系统难以满足要求.本文采用最新DSP28335芯片作为控制器,极大地提高了控制器的数据处理能力,并依据间接空间矢量调制策略设计了一套控制系统的硬件及软件,最...     

基于交流斩波逆变器的交直交矩阵变换器研究

本文在矩阵变换器和交流斩波逆变器的基础上提出了三种新颖的交直交型矩阵变换器,称之为交流斩波式矩阵变换器(AC Claopper Matrix Converter,ACCMC).阐述了这类矩阵变换器的电路拓扑结构、工作原理,然后通过仿真研究和样机实验证明了该电路的可行性和有效性.该电路的电压传输比可达1.0,甚至更高,这就突破了传统的矩阵变换器电压传输比最大为0.866的限制,且输出电压波形的失真度很小,因此具有很好的研究意义和应用价值.     

矩阵变换器发展展望

详细分析了矩阵变换器的电路拓扑、控制策略及安全换流技术,并对矩阵变换器未来的发展作了展望。矩阵变换器作为一种全新电能变换装置,具有输入功率因数高、输入电流谐波小、结构紧凑、易于四象限运行等诸多优点,成为未来传动技术热点研究课题之一。