基于DSP无差拍控制的逆变电源研究

随着高性能数字信号处理器的广泛应用,传统模拟控制的逆变技术被数字化电源取代已成为必然趋势.逆变电源因非线性负载等因素引起的干扰,采用常规控制难以获得理想的控制效果.提出一种基于DSP实现的PI控制和无差拍控制方法相结合的数字双闭环控制方法.逆变器控制电路的电流内环采用优化了的数字PI控制方法;电压外环采用干扰预测型无差拍控制方法.该方案将无差拍控制的瞬时响应快,精度高和PI控制简单,参数易整定,鲁棒性好等优点相结合,能够得到更优的控制效果.最后的仿真试验表明,采用数字双闭环控制方法的逆变器具有输出波形好,响应快和负载适应能力强等优点.     

基于电流无差拍和PI复合控制的新能源并网技术

为了提高新能源整个并网系统的性能,在分析无差拍控制和PI控制的工作原理基础上,提出了基于电流无差拍和PI复合控制的PWM逆变的控制策略。通过Matlab/Simulink建模仿真三相并网系统,采用LCL滤波器滤波。当系统接三相对称纯阻性负载和整流性负载时,将系统逆变电压与电网电压、逆变电流与电网电压进行比较,以及对三相逆变电流进行谐波分析。仿真结果表明,该并网控制策略能较好地跟踪电网电压,波形畸变较小、动态响应快。     

基于重复控制的逆变电源输出稳态误差分析

针对逆变电源带非线性负载时产生的严重周期性波形畸变，文章基于重复控制提出一种控制方案，该方案通过系统关键参数的合理设置，能够有效地减小系统的输出稳态误差，明显改善输出波形的质量。     

基于极点配置的逆变器双环控制方案

介绍一种基于极点配置的逆变器瞬时电压电流PI控制器的设计方法,建立系统模型,为了提高逆变器输出波形的精度,提出了一种基于极点配置的PI双环和重复控制的复合控制方案。该复合控制方案克服了PI双闭环控制方案带整流性负载时输出电压质量不高的缺点,也解决了嵌入式重复控制方案应用在逆变系统中对逆变器谐振峰值不可控的问题。仿真表明,所设计的复合控制方案提高了逆变电源带整流性负载时的输出电压质量,该方案既保持了重复控制良好的稳态特性,也明显改善了系统的动态性能。     

UPS逆变器数字控制研究

UPS逆变器的数字控制是实现全数字控制UPS的关键。本文对数字PID控制进行研究。针对数字PID控制方法输出性能不够理想的问题,提出了准双环控制,并采用了死区补偿和输出电流补偿。实验结果表明死区补偿和输出电流补偿的有效性以及整个控制策略的可行性。对无差拍控制方法进行研究,针对无差拍控制对系统参数变化的鲁棒性问题,提出了一种新的控制方案——渐近收敛无差拍控制。该方案与传统无差拍控制的区别是,不是将正弦信号作为参考电压,而是采用当前的输出电压和正弦信号的加权平均作为下一控制周期的目标量。理论分析和实验结果表明,渐近收敛无差拍控制有良好的稳态性能和快速的动态响应,对系统参数的变化有较好的鲁棒性。     

一种高性能的三相逆变电源波形控制策略

恒频恒压(CVCF)逆变电源的输出电压波形质量是衡量其性能的重要指标之一。文章采用一种重复控制和双闭环控制相结合的电压波形控制策略,以重复控制器提高逆变电源输出电压的稳态精度,减小总谐波畸变率;以双闭环控制器达到较快的动态响应速度。该方案在一台采用TMS320F240DSP控制芯片的50Hz三相PWM逆变器上得到验证。     

逆变器无差拍性能控制方案的分析与设计

分析了两种单电压环的无差拍控制方案。通过分析,比较了两者的异同,指出单纯保证输出电压无差拍控制方案的劣势。并详细分析了能够同时实现两个状态无差拍控制的单电压环控制方案。该方案利用输出电压反馈进行极点配置,实现系统对给定无差拍跟踪;利用负载电流进行前馈控制,实现系统对扰动的抑制。并针对控制策略进行了仿真,验证了方案的可行性。     

单相光伏并网逆变器无差拍控制的研究与仿真

光伏并网逆变器是光伏发电系统的主要部件,为了达到更好的效率输出更高质量的电能,对逆变器电流进行快速有效的控制尤为关键。该文简单介绍了当前光伏并网逆变器的几种常用控制方法及其基本思想,分析了并网逆变器的工作原理和无差拍控制方法的原理,给出了逆变器脉冲宽度的计算和参考电流的获取方法,通过MATLAB/Simulink软件仿真表明,无差拍控制在单相光伏并网逆变器控制中动态响应特性好,控制方便,电流跟踪电网电压波形好。     

基于无差拍SVPWM的有源滤波器研究

采用无差拍电压空间矢量控制法来分析有源滤波器的滤波性能,给出该方法的控制策略,包括空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法以及无差拍原理。该方法可以用来抑制和消除采样与计算方法的延时对控制精度的影响。Matlab仿真结果表明：SVPWM调制与无差拍控制结合用于有源滤波控制可以明显改进补偿的动态性能,提高滤波效果。实验结果证明该方法可行,且具有较好的实时性。     

一种基于Buck变换的新型逆变器

文中提出一种基于Buck变换的新型逆变方法,通过DC-DC变换实现逆变器的正弦波形输出,分析了电路的工作原理,并研究了该逆变器的控制策略、抗扰动性能、负载特性和动态响应特性等,仿真和实验结果表明,采用误差反馈PD控制,逆变器在输入直流电压或负载电流出现扰动时输出电压能保持动态稳定,且具有良好的负载外特性.与传统桥式逆变器相比具有低开关损耗、低成本等优点.     

基于重复控制与电压双闭环控制的逆变器设计

文章提出了一种基于重复控制与电压双闭环控制相结合的单极倍频SPWM正弦波逆变器控制方案,详尽阐明了单极倍频SPWM控制方式的工作原理,并给出了逆变系统的数学模型,在此基础之上研究了重复控制与电压双闭环控制相结合的控制方案。实验结果表明：这种逆变器输出电压只有较小的谐波含量,同时具有良好的动态特性。     

重复控制在IGBT逆变电源中的应用

为了有效解决由非线性负载和死区等因素引起的输出波形畸变问题,提高稳态控制精度,研究并实现了基于重复控制算法的单相逆变电源。研究工作主要集中在建立单相逆变电源的数学模型和状态方程;分析重复控制器的基础理论和稳定性,详细讨论周期延时环节、超前环节、补偿环节的陷波器、二阶低通滤波器等各组成部分的设计方案,总结出工程实用的重复控制器设计步骤;利用MATLAB/Simulink进行建模和仿真分析;对控制系统的核心算法使用基于模型的设计方法,直接生成C代码;最终在3KVA的单相IGBT逆变电源实验样机上进行算法验证。实验结果表明该方案的有效性和可行性。     

电压型逆变器输出波形控制技术

文中将目前逆变器输出波形控制技术分为基于周期的控制和瞬时值反馈控制。基于周期的控制是通过对误差的周期性补偿,实现稳态的无静差效果,主要包括重复控制和谐波反馈控制。瞬时值反馈控制利用快检测,及时对逆变器的输出波形进行校正,主要包括瞬时值内环反馈控制、PID（单闭环）控制、双闭环控制、线性多变量状态反馈控制等。在对这些控制方法的特点作了相应的分析,从波形控制的实际要求出发,提出了最有前途的方案。     

High-performance programmable AC power source with low harmonicdistortion using DSP-based repetitive control technique

This paper proposes a new control scheme based on a two-layer control structure to improve both the transient and steady-state responses of a closed-loop regulated pulse-width-modulated (PWM) inverter for high-quality sinusoidal AC voltage regulation. The proposed two-layer controller consists of a tracking controller and a repetitive controller. Pole assignment with state feedback has been employed in designing the tracking controller for transient response improvement, and a repetitive control scheme was developed in synthesizing the repetitive controller for steady-state response improvement. A design procedure is given for synthesizing the repetitive controller for PWM inverters to minimize periodic errors induced by rectifier-type nonlinear loads. The proposed control scheme has been realized using a single-chip digital signal processor (DSP) TMS320C14 from Texas Instruments. A 2-kVA PWM inverter has been constructed to verify the proposed control scheme. Total harmonic distortion (THD) below 1.4% for a 60-Hz output voltage under a bridge-rectifier RC load with a current crest factor of 3 has been obtained. Simulation and experimental results show that the DSP-based fully digital-controlled PWM inverter can achieve both good dynamic response and low harmonics distortion     

低采样率SPWM逆变器重复控制策略

对于传统的重复控制,虽然能够很好的解决SPWM逆变器输出谐波问题,但在低采样率时,控制系统不容易稳定。在大功率逆变器应用场合,功率器件的开关频率一般较低,因此控制系统的采样频率也相应较低。此时,传统的重复控制的应用将出现困难。文中将重复控制中的相位补偿环节进行改进,提出分数相位超前重复控制,该方案不仅扩大了系统的稳定裕度,还减小了稳态误差。仿真结果表明,分数相位超前重复控制具有更好的稳定性。     

单相SPWM逆变电源的一种新型控制策略研究

深入研究了单相SPWM逆变电源的一种新型控制策略———重复控制,并在M atlab/S imu link软件环境下进行了仿真。仿真结果表明:该控制方法能够很好地抑制谐波,具有很好的鲁棒性。     

高频链逆变器的重复控制策略研究

介绍了高频链逆变器的拓扑,建立了高频链逆变器及其重复控制策略的仿真模型,并对系统进行仿真分析。通过仿真验证了重复控制策略能够使高频链逆变器获得高质量的输出波形。     

基于DSP实现的无差拍控制逆变器

介绍了一种通过状态的数字瞬时反馈,利用微处理器的高速数据计算功能实现逆变器的全数字化控制的无差拍算法以及利用PI的最新DSP（TMS320F240）实现无关拍控制的方法及控制流程,仿真和实验表明,它具有瞬时响应快、精度高、THD小等特点。     

基于重复滑膜控制的PMSM的矢量控制系统

针对永磁同步电机(PMSM)在负载突变时产生的抖振现象,文中提出了一种重复滑模控制方法。首先,详细介绍了永磁同步电机的数学模型和滑膜变结构的基本原理,并在PMSM速度环上采用滑膜控制方法代替传统的PI控制。其次,具体分析了重复控制的基本原理,在滑膜控制的基础上加入重复控制,提出了一种新型的重复滑膜控制策略,建立了基于MATLAB/Simulink的电机仿真模型。仿真结果表明,此控制方法在电机转速上升阶段具有较好的系统响应性;在电机突加负载时,电机转速最大突变值比使用滑膜控制时减少了74.55%,且电机恢复到稳定状态用时为使用滑膜控制时的37.5%;验证了所提出的重复滑膜控制方法具有较强的抗负载性和系统稳定性。