级联恒功率负载情况下三相并网PWM整流器基于TS模糊模型的稳定性分析

恒功率负载(constant power loads, CPL)的负阻抗特性是引起前端独立运行能够稳定的变换器带负载时却失去稳定的主要原因,由于电路状态方程的非线性,难以得到状态变量的时域解来判断系统稳定性。基于小信号线性化、以特征根的分布来评估系统稳定性的方法,需要在平衡点处线性化并以数值方法求解特征根,且无法描述出大信号扰动时的渐近稳定范围。针对并网型三电平整流器直接带恒功率负载和以LC滤波器连接恒功率负载的2种系统,使用Takagi-Sugeno(TS)模糊推理模型方法建立考虑主电路参数和控制器参数的全阶模型,以线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)的半正定规划是否能够求解作为系统稳定判据,从而能够分析系统参数与稳定区间之间的关系。同时构造的Lyapunov备选函数能够绘制出稳定吸引域(stability domain of attraction,DOA),实现大扰动情况下的稳定性分析。仿真和实验验证了该方法的有效性和实用性。     

三相恒频PWM整流器的直接功率控制研究

提出了一种基于功率预测模型的三相PWM整流器控制策略.控制策略利用瞬时功率理论预测下一个固定周期内电路的有功和无功变化,直接求取整流器交流侧的电压矢量,并采用空间矢量调制方法来保证整流器工作频率的恒定.还对由于采样、实时计算等原因引起的延时对电路有功和无功的影响进行探讨,并给出了补偿方法.仿真结果验证了控制策略和补偿方...     

基于负载功率前馈的PWM整流器控制策略

此处在整流器数学模型和瞬时功率理论的基础上,提出了基于负载功率前馈的新型电压电流双闭环控制策略。通过对系统瞬时功率的分析,找出功率与电压之间的关系,使得外环以电压的平方为控制变量;电流内环采用电流前馈解耦控制,实现对有功和无功电流的独立控制。在新型双闭环控制基础上,引入负载功率前馈。最后实验证明新型双闭环控制比传统双闭环控制动态性能好,而有负载功率前馈的新型双闭环控制比无负载功率前馈的新型双闭环具有更好的动态响应性能。     

有源前端整流器小信号模型稳定性研究北大核心

用小信号建模方法研究了有源前端整流器系统的稳定性问题。推导了有源前端整流器系统的状态空间模型,模型包括功率电路、电压电流闭环控制和锁相环等3部分。对得出的数学模型在平衡点处做线性化处理,建立系统小信号等效模型,通过数值计算方法研究了不同滤波电抗器参数对稳定输出功率限值的影响。最后通过三电平有源前端整流器的实际物理系统仿真,对数值计算结果做出验证,结果表明所述方法对于指定系统的参数设计和优化具有指导意义。     

基于模型预测的PWM整流器直接功率控制

提出了一种新型的控制策略,将模型预测(Model Predict Control,MPC)控制应用于PWM整流器的直接功率控制(Direct Power Control,DPC)中。这种控制方法是在开关频率固定的情况下以功率误差最小为原则来选择最佳的电压矢量。此外,还设计了控制延时补偿方案,用以消除控制延时所产生的功率误差。实验结果表明这种控制策略不仅实现了网侧电流正弦化和单位功率因数,而且还获得了更好的稳态性能和更快的动态响应速度。该控制策略以新颖的方法实现了定频直接功率控制,简化了整流器系统参数的设计。     

基于DSVM的三相PWM整流器直接功率控制

针对PI调节的滞后性及传统直接功率控制过于简单等不足,将瞬时功率理论与滑模变结构控制理论相结合,提出一种基于离散空间电压矢量的直接功率控制策略.该策略外环采用滑模变结构控制,提高系统的鲁棒性;内环采用模糊控制与离散电压空间矢量(DSVM)调制相结合的方式,优化电压矢量的选择,提高系统的动态性能.仿真实验表明,该控制策略在系统动态性能、稳定性、电流畸变率和功率因数方面都有较好的效果.     

一种具有双非零电压矢量输出的三电平PWM整流器直接功率控制方法EI北大核心CSCD

针对已有的三电平PWM整流器直接功率控制(direct power control,DPC)每次只输出一个非零电压矢量,容易导致功率脉动的问题,提出了在一个开关周期内具有双非零电压矢量输出的三电平PWM整流器DPC算法。该算法通过对有功和无功进行预测,每次选择作用相反的两个非零电压矢量进行输出,并利用矢量时间作用分配因子对两个矢量的作用时间进行分配,对功率进行精细控制。该算法完全保留了传统DPC的优点,将功率控制性能与电压矢量直接联系起来,控制非常直接有效。同时以功率脉动最小化为目标进行预测控制,使得DPC稳态性能得到显著提高。仿真和实验结果证实了该方法的正确性和有效性。     

基于预测功率的三相电压型PWM整流器控制

基于直接功率控制理论研究了一种用于三相电压型整流器的空间矢量控制策略,不需要进行查找开关表和功率PI调节环,实现了定频控制。在MATLAB/Simulink下搭建了基于预测直接功率控制仿真模型,并与传统的开关表控制进行比较。仿真结果表明,基于P-DPC的控制系统实现了定频控制,具有动态、静态特性良好,鲁棒性好,控制精度高等优点。同时验证了新控制策略的可行性。     

基于电流型PWM整流器的电子模拟负载系统研究

提出一种采用电流型PWM整流器实现的电能反馈型电子模拟功率负载系统.基于DSP的控制方法使得所研制的电子模拟功率负载在实现电能的再生馈网时功率因数趋近于-1.0,且电压和电流谐波满足IEC1000-3-2标准.实验结果证实了该方案能很好的解决直流电源试验问题.     

直流电容储能反馈和负载功率前馈的PWM整流器控制策略

首先介绍了三相电压型PWM(pulse width modulation)整流器在dq轴系下的数学模型,分析了整流器的能量和功率交换关系。提出了一种电流内环、直流侧电容储能作为外环的电容储能反馈控制策略,并给出了环路设计方法。为了减小负载的不确定性对整流器系统的影响,引入了负载功率前馈估计算法。最后,实验比较了传统的电压、电流双闭环和本文所提出的控制策略的动、稳态特性。结果表明,本文所提出的控制策略能满足系统稳态时的控制要求,并且较传统的电压、电流双闭环控制策略具有更好的动态特性。     

基于调制函数模型预测直接功率控制的单相PWM整流器

有限集模型预测直接功率控制（FCS-MP-DPC）算法是利用系统模型来预测下一周期的有功无功功率,通过迭代寻优得到使给定功率与实际功率之间误差最小的电压矢量进行控制,它存在着在线计算量大、开关不固定、谐波畸变率高等问题。基于此,提出一种基于调制函数的模型预测直接功率控制（MP-DPC）算法,该算法是利用整流器输入端电压面积等效的原则,引入调制函数,再根据功率误差最小的评价函数选择最优调制函数,最后结合PWM模块将调制函数转转成开关状态进行控制。与FCS-MP-DPC算法相比,提出的MP-DPC算法有效降低了FCS-MP-DPC逐个迭代寻优的计算量,同时固定了开关频率,降低了电流谐波畸变。最后Matlab/Simulink仿真和半实物实验验证了该算法的正确性。     

三相电压型PWM整流器新型开关表直接功率控制EI北大核心CSCD

该文以三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器为研究对象,提出一种基于新型开关表的直接功率控制(direct power control,DPC)策略。首先,根据两相旋转dq坐标系下整流器数学模型计算开关矢量对有功功率和无功功率的控制幅度,并归一化处理进行定量分析,以此为基础将传统DPC的12扇区重新划分为24扇区。然后,设计有功功率差值区间判断器,根据其输出值Cp和有功功率与无功功率滞环比较器的输出值Sp、Sq,选择当前扇区最佳开关矢量构造新型开关表,实现对有功功率的精确控制。仿真对比表明,该新型开关表不仅克服传统开关表对无功功率控制能力差的缺点,而且改善网侧电流总谐波失真,降低输出直流电压波动和有功功率与无功功率脉动。最后,搭建一台800W三相电压型PWM整流器样机,通过对比实验验证所提控制策略的正确性和有效性。     

电动汽车充电用LCL型PWM整流器输出阻抗分析及稳定性改善方法

在大功率电动汽车充电系统中,P WM整流器对系统稳定运行有重要影响,为有效改善充电级联系统的稳定性,本文基于Middlebrook准则研究了LCL型PWM整流器的闭环输出阻抗特性,分析了影响阻抗特性的相关因素.并针对在充电控制系统中采用母线电压小信号反馈的方式引入虚拟阻抗提高系统稳定性导致电网侧电流谐波增加的问题,本文...     

基于逆系统方法的三相PWM整流器直接功率控制

针对现有的三相PWM整流器直接功率控制系统存在的功率失调、对负载变化敏感的问题,在PWM整流器直接功率控制系统模型的基础上,采用逆系统方法,推导出三相整流器直接功率控制系统的逆系统模型,构造出伪线性系统,实现了对整流器直接功率控制系统有功功率和无功功率的解耦.使用滑模变结构控制理论对该伪线性系统进行综合,设计出滑模变结构控制器.通过计算机仿真对所提出的方法进行了验证.仿真结果表明所提出的控制策略具有较好的动态性能和稳态性能,对负载的适应能力强.     

基于自抗扰和负载功率前馈的高速磁悬浮系统PWM整流器控制策略

高速磁悬浮列车采用长定子直线同步电机驱动,在运行过程中采用分段供电的方式,当磁悬浮列车从一个定子段过渡到另一个定子段时,列车一侧的定子会经历电流降为零再增大的换步过程.对于高速磁悬浮系统中三相PWM整流器而言,负载在换步过程中变化剧烈,对直流侧输出电压产生了严重的影响.为了抑制负载扰动对直流侧电压的影响,提出一种结合自抗扰和负载功率前馈的电压、电流双闭环控制策略.通过硬件在环实验验证了该策略对负载变化具有较强的鲁棒性,降低了定子段换步过程中的直流母线电压波动,提高了PWM整流器的抗负载扰动能力和系统动态性能.     

一种适用于航空电力作动器负载的三相PWM整流器最大功率控制

航空电力作动器是未来多电飞机电网的重要负载,具有功率大范围快速变化的用电特性,被称为动态负载。为获得好的用电性能,本论文研究了适用于电力作动器的PWM整流控制技术,提出了一种最大功率输出的控制方法。该控制方案解决了负载电流大范围变化时,整流器输出电压动态压降较大,甚至不稳定的问题。论文分析了航空电力作动器的负载特性及其对供电电源的影响,论述了基于最大功率输出控制的三相PWM整流器的设计思想和系统结构。通过仿真,将提出的最大功率控制方案与传统的双闭环PI控制器的控制效果进行了比较。并用一台10kW电力作动器样机作为负载进行了实验验证。仿真和实验结果表明,这种控制器可在一定程度上提高整流器的输出功率,对大范围变化的动态负载有更好的控制性能。     

基于功率跟踪目标函数定频模型预测控制的三相整流器

传统有限控制集的模型预测控制(finite control set model predictive control,FCS-MPC)在一个控制周期内输出单一的开关状态,当采样频率较低时,控制精度较差,且开关频率不固定导致交流侧滤波器难以设计.针对上述问题,在传统FCS-MPC的基础上,为三相脉冲宽度调制(pulse ...     

基于TS模型的模糊神经网络光伏MPPT控制

为了克服传统最大功率点跟踪(MPPT)方法的一些缺点,使光伏系统更加快速准确地工作在最大功率输出点,提出了基于模糊控制和神经网络控制相结合的自适应控制方法。该方法充分利用模糊神经网络处理非线性问题的优点,通过模糊控制来改变步长,利用神经网络的自学习能力来快速达到平衡,使光伏MPPT在跟踪速度和稳定性之间达到一个较优的平衡。仿真和试验结果表明,基于模糊神经网络自适应控制的MPPT方法具有较强的鲁棒性和自适应能力。     

基于模型预测控制的PWM整流器直接功率控制

针对传统三相电压型PWM整流器直接功率控制开关频率不固定、控制滞后等问题,提出了一种基于模型预测控制的直接功率控制策略来控制三相PWM整流器。该方法采用供电电源的平均电压矢量作为控制过程的基矢量进行电压空间矢量调制(space vector pulse width modulation,SVPWM),用模型预测控制器代替传统的PI控制器或滞环比较器进行有功功率和无功功率控制,依据系统控制要求设计预测控制器的优化性能指标,求解优化性能指标得出控制时域内最优控制量进行控制。该方法实现简单,且能有效降低直流侧母线电压纹波和交流侧电流失真度。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

带恒功率负载的机载直流电源系统稳定性分析

恒功率负载特性是多电飞机电源系统的典型特性之一,将飞机的电源系统和恒功率负载结合,为了得到带恒功率负载的机载电源系统的稳定性条件,以机载直流稳压电源系统为研究对象,将其简化为相应的等效电路,建立恒功率特性载荷模型,通过全系统的理论分析、数学建模,依据劳斯判据,得到对于给定的恒功率负载的机载直流电源系统,通过增大电机补偿电容可以提高其稳定性的结论。并且通过仿真以及实验对得到的稳定性条件进行验证。结果可用于电路的设计以及优化。