单相电压型全桥逆变器的反步滑模控制策略

为克服单相电压型全桥逆变器系统中不确定性和外界干扰对控制性能的影响,提出了一种新型单相电压型全桥逆变器非线性控制策略。以输出滤波电容电压及其导数为状态变量,建立了逆变器连续数学模型,并进一步得到具有严参数反馈形式的系统非精确数学模型;在此基础上,将反步法和滑模控制相结合,提出了单相电压型全桥逆变器的反步滑模控制策略,可实现系统全局意义下的渐近稳定,有效地克服了反步法对系统模型的依赖性。实验结果表明,当存在不确定参数和外界扰动时,采用所提出的控制方法,系统输出无静差、输出电压谐波含量很少,对直流电压源扰动和负载扰动具有很强的鲁棒性,且同时适用于线性和非线性负载。     

基于改进重复控制的三相四桥臂逆变器研究

在将三相四桥臂逆变器解耦成3个单相逆变器的基础上,提出了一种状态反馈与重复控制相结合的控制策略。首先,对每个单相逆变器建立状态空间模型,进行全维观测器以及极点配置环节设计。然后,对整个系统进行重复控制策略的设计并进行参数的选择。构成以状态反馈控制为内环,重复控制为外环的双环控制。仿真结果表明:在平衡负载、不平衡负载或者非线性负载等多种情况下,逆变器都能够输出良好的电压波形,整个系统具有很好的鲁棒性和动态特性。     

具有精确非线性补偿的三相光伏并网逆变器滑模变结构控制策略

三相并网逆变器中,由于死区效应和开关延时带来的非线性将导致逆变器输出电压的严重失真,以致并网电流的总谐波失真增加。提出了一种新型的具有精确非线性补偿的三相光伏并网逆变器滑模变结构控制策略,以抑制并网电流谐波,并提高其动态响应速度和鲁棒性。该控制策略将d-q坐标变换下的非线性补偿实现于离散积分滑模控制中。分析了逆变器输出电压的非线性,并建立了相应的非线性效应模型。根据此新模型设计了离散积分滑模控制策略。该控制策略既实现了精确的非线性补偿,也保证了整个系统的强鲁棒控制,并在一个100 kW的三相光伏并网逆变器样机上得以证实。仿真和实验结果表明:所提控制策略实现了系统全局稳定性控制、动态响应快速、鲁棒性强以及优良的电流谐波抑制能力。     

单相双Boost并网逆变器的模型预测控制策略

由于受Boost电路非线性特点的制约,传统基于线性系统理论的双环或者多环控制,往往存在控制环路多、控制结构复杂、控制器参数整定工作困难等缺点。基于模型预测控制理论对非线性系统具有良好的控制效果及鲁棒性强的特点,提出了一种单环并网电流模型预测控制策略。首先,针对双Boost电路组成差分逆变器的电路结构特点,提出了半周期的调制策略,在正负半周期内,实现两个Boost逆变器的解耦控制。接着,提出基于模型预测控制的单电流环并网电流控制策略。研制了750 W双Boost并网逆变器的实验样机,实验验证了双Boost并网逆变器半周期调制策略及模型预测控制策略的可行性与有效性。     

三相LCL并网逆变器无参数滑模预测控制策略

常规三相LCL并网逆变器模型预测电流控制方法存在计算量大、参数鲁棒性差等缺点。为了解决这些问题,提出了一种三相LCL并网逆变器无参数滑模预测电流控制方法。该方法利用滑模控制理论,建立了一种新型无参数电流控制价值函数,无需采用模型参数即可实现并网电流预测控制,从而简化了控制系统的预测过程。此外,该方法省去了逆变器侧电流传感器和电容电压传感器,节约了硬件成本,提高了系统运行可靠性。最后,根据常规模型预测电流控制和滑模预测电流控制的优点,提出了一种三相并网逆变器自适应预测控制方法,提高了并网逆变器控制对模型参数失准的适应能力。实验结果表明,在系统参数失准的情况下,所提出的控制策略具有更小的并网电流控制误差,有效地提高了系统参数鲁棒性。     

基于逆变器死区特性的永磁同步电动机系统的自适应变结构控制

永磁同步电动机调速系统由PWM逆变器、永磁同步电动机和机械负载三部分组成，每个部分都具有非线性特性和参数的不确定性；同时PWM逆变器因死区的存在，在低速以及调制频率很高时，死区特性将会导致逆变器输出电压含有很大的谐波分量，使转矩发生很大的脉动，甚至可能导致系统不确定。采用自适应变结构控制策略消除逆变死区的影响。首先详细分析逆变器死区的特性，建立死区的数学模型和整个系统的非线性模型，在死区模型中，给出变化和影响系统性能的参数；根据模型的特点，采用自适应滑模变结构控制算法，实现死区补偿和非线性控制，这种方法不需要测量死区的参数，具有死区补偿和非线性控制，这种方法不需要测量死区的参数，具有较强的鲁棒性，可使系统全局稳定并且达到准确的位置跟踪。对所提出自适应律和滑模控制方法，利用Lyapunov稳定性理论，证明了系统的稳定性和收敛性。利用MATLAB进行了系统仿真，仿真结果证明了方法的有效性和可行性。     

两种比例控制在单相UPQC中应用的仿真研究

提出了一种自适应比例控制,该控制策略采用误差反向传播算法在线自适应调节参数.为比较常规比例控制与自适应比例控制,将这两种控制策略结合相应的前馈控制分别应用在结构类似的单相统一电能质量调节器(UPQC)的并联逆变器与串联逆变器控制中.采用Matlab/Simulink对所提控制策略进行精确仿真,详细分析了系统参数选择对单...     

UPS逆变器电压控制的Delta调制策略研究

当电流控制的delta调制控制策略应用于UPS逆变器控制时，存在负载变动引起逆变器输出电压幅值不稳定、负载为非线性时逆变器输出电压波形畸变严重等问题。为克服这些不利，该文提出一种电压控制的Delta调制的逆变器闭环控制策略：首先建立了系统控制结构并详细叙述了系统运行原理，然后根据控制结构建立了系统的解析模型，导出了影响系统性能的主要参数。基于离散傅立叶变换和MATLAB仿真，得出并分析了系统主要参数变动影响逆变器性能的各种特性曲线，以指导系统的工程设计。实验结果证明，电压控制的Delta调制逆变器控制策略具有抗扰动能力强、输出电压波形畸变小、实现简单等优点，适合应用于UPS逆变器。     

基于状态积分反馈的大功率逆变器 复合重复控制策略

文中提出一种基于状态积分反馈的大功率逆变器复合重复控制策略,利用积分状态反馈改善逆变器动态特性,利用重复控制优化输出电压波形质量,从而在复杂工况的独立运行中,实现了大功率逆变器的波形质量优化与动态性能改善,解决了大功率逆变器较低开关频率带来的输出特性控制难题。文章首先建立了大功率逆变器在离散域下的数学模型,基于该模型优化设计了状态积分反馈控制参数与重复控制器,进而建立大功率逆变器仿真模型,分别验证上述控制策略在突加突减阻感性负载、非线性负载和不对称负载等三种典型工况下的输出电压特性,仿真结果表明所提控制策略的有效性与可行性。     

模糊PID控制在光伏并网逆变器中的应用

光伏并网逆变器的优劣对整个并网系统影响重大,介绍了光伏并网逆变器控制的基本原理。以实现更有效的光伏并网控制为目的,针对光伏并网逆变系统的非线性、固定的PID参数无法准确跟踪电网电压等问题,采用了一种模糊PID控制策略。该控制策略的优点在于能够在逆变器工作时在线对PID参数进行调节。根据并网逆变器自身特点结合专家经验,制定了模糊控制规则,该方法使控制器具有跟踪精度高,响应迅速,鲁棒性好等特点。通过仿真验证了并网逆变器控制策略的可行性,搭建了并网逆变器实验样机,实验结果证明:该控制策略能使光伏并网逆变器正常运行,具有良好的动态性能和静态性能。     

非线性不平衡负载下四桥臂逆变器的控制策略

电力电子变压器输出级逆变器与微电网中的离网逆变器输出特性直接受负载影响,交流负荷中含有大量的非线性与不平衡混合负载,会引起三相逆变器输出电压谐波畸变及不平衡,为了解决这个问题,提出了一种适用于三相四桥臂的电压不平衡和谐波抑制的混合控制策略。首先,基于四桥臂逆变器的数学模型,阐明了桥臂间的耦合关系;然后,详细分析了实现交流信号无差跟踪与抑制谐波对控制器工作性能的需求,并通过对伯德图的幅频特性分析,说明所提控制方法及参数选择的合理性。最后在αβ0坐标系下对非线性、不平衡混合负载接入下的逆变器进行仿真,验证了所提出控制策略及控制参数选择的正确性。     

三相八开关容错逆变器的PMSM驱动系统FCS-MPC策略

针对PNC型三电平逆变器单桥臂故障和母线电压分压不均衡等问题,研究了驱动系统在故障状态下的运行模式,提出了一种基于电流反馈特性的三相八开关容错逆变器(TPESFTI)的驱动控制策略,并构建其拓扑结构和输出电压模型;结合模型预测控制理论和扩张状态观测器(ESO)技术,提出了一种TPESFTI的PMSM驱动系统有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)策略。考虑系统参数变化对反电动势的影响,利用ESO方法,实现了对反电动势进行实时性估计;同时采用FCSMPC中目标函数的非线性约束项来降低逆变器的开关频率。仿真结果表明,该控制策略能够确保TPESFTI的PMSM驱动系统稳定可靠运行,并且能有效地抑制母线电容分压不均对系统的影响以及降低开关损耗,同时具有良好的动态性能、较强的抗负载能力和鲁棒性。     

基于功率预测模型的并网逆变器直接功率控制

传统的直接功率控制（DPC）存在开关频率随采样时间、负载参数和系统状态变化而变化,产生分散的谐波成份的问题。本文提出了一种基于功率预测模型的三相并网逆变器直接功率控制策略。该控制策略将一定的预测算法与瞬时功率理论结合,以逆变器交流侧输出电压为控制对象,建立功率预测模型,得到参考输出电压,同时为了减小开关损耗,选择对称式电压空间矢量序列控制逆变器输出电压,从而控制瞬时功率有效跟踪参考功率值。仿真结果分析,该控制策略有较好的动静态性能,可实现恒定的开关频率,与直接功率控制相比体现出更好的谐波抑制效果。     

一种三相电压型逆变器非线性控制策略

为进一步提高三相电压型逆变器的控制性能,提出了一种非线性控制策略。基于三相电压型逆变器主电路拓扑结构,采用开关平均算子,建立了逆变器的大信号模型。依据逆变器的跟踪控制特性,将负载电流前馈到滤波电感电流参考信号中,从而将逆变器误差状态方程转换为二阶线性系统。利用微分方程根与系数的关系推导出系统反馈控制律。实验结果表明,采用所提控制方法,逆变器输出电压无静差,对于直流母线、负载扰动具有较强的鲁棒性,验证了所提控制策略的有效性。     

NPC型三电平逆变器可视化三矢量无模型预测控制策略

为了解决传统模型预测控制参数鲁棒性差、输出电流纹波大的不足,提出了一种应用于三相三电平逆变器的可视化三矢量无模型预测控制策略。该方法首先利用滑模观测器估计系统集总参数,采用无差拍控制获得参考电压矢量。该过程无需任何系统参数,提高了控制策略的参数鲁棒性。其次,在每个采样周期内施加由冗余矢量构成的三矢量组合,减少了输出电流纹波并实现了电容电压平衡。在此基础上,提出了一种新的可视化分析方法,从理论上证明了所提出的简化三矢量寻优的有效性。实验结果表明,在模型参数失配的情况下,所提策略可使NPC三电平逆变器的并网电流拥有较低的电流总谐波失真率,增强了模型预测控制的参数鲁棒性。     

位置伺服永磁电机鲁棒性无差拍预测转速控制

为了提高永磁同步电机位置伺服系统的控制性能,该文提出一种鲁棒性无差拍预测转速控制策略。首先,根据无差拍控制原理对速度环和电流环进行设计。其次,采用增量模型消除了永磁磁链对电流预测的影响。再次,设计扩展状态观测器,对参数不匹配、负载和逆变器非线性造成的扰动进行观测。然后,根据位置伺服系统的特点提出一种补偿策略。最后,通过实验对提出的控制策略进行研究,实验结果表明,该方法能提高系统的稳态控制精度和动态响应速度。     

光伏并网逆变器H_∞鲁棒控制策略的研究

光伏并网系统中,为了抑制逆变器参数不确定和电网干扰对输出电能的影响,提出了基于H∞鲁棒控制的光伏并网逆变器控制策略。在分析三相光伏并网逆变器的数学模型基础上,建立了包含不确定参数和电网干扰的模型,基于系统性能要求选取加权函数,并求得广义被控对象的状态空间实现,通过求解代数Riccati方程,得到H∞鲁棒控制器。通过仿真与传统PI控制方法进行比较,验证了该控制器对参数变化和电网干扰具有较强的鲁棒性。     

基于反向递推法的单相全桥逆变器的控制

针对单相全桥逆变器这个时变、多模态的非线性系统,应用开关函数建立了系统数学模型,引入开关周期平均算子将离散系统变换为连续系统,得到具有参数严格反馈形式的二阶非线性系统数学模型.对此模型应用反向递推法,通过逐步选择虚拟控制量和构造李亚普诺夫函数,使每个状态分量具有适当的渐进特性.代入单相全桥电压型逆变器系统参数后得到其反馈控制规律.最后通过实验验证了该方法有效性和正确性.     

基于偏差分离的同步发电机非线性励磁控制

为改善基于微分几何的非线性控制方法对模型和干扰不确定性的鲁棒性,在考虑干扰、系统模型及参数不确定性的前提下,提出了一种基于偏差分离的非线性控制策略,并给出了控制变量的构造方法和一般表达式,进而将其应用于同步发电机励磁控制。针对单机无穷大系统,利用所提出的控制策略设计了一种基于偏差分离的非线性励磁控制器,由PSCAD/EMTDC仿真得到的结果验证了所提方法的正确性和控制策略的有效性。     

基于支持向量机的储能逆变器电压控制策略研究

微网孤岛运行中,由于储能逆变器带非线性负载时电流波动大,以及逆变器内阻不可忽略,导致输出端口电压波形难以控制。针对此问题提出了基于支持向量机(SVM)的复合逆控制策略。在分析支持向量机的基础上,采用了粒子群算法优化各参数。根据影响逆变器输出电压的相关扰动量,构建逆变器的逆模型结构,利用储能逆变器在不同工况下的运行数据训练支持向量机逆模型。将逆模型输出的占空比作为储能逆变器的输入,同时利用输出电压反馈,构成闭环控制,以提高系统的控制性能。仿真结果表明,该控制策略相比直接逆控制和双环PID控制能提高储能逆变器的动态性能并减少电压谐波含量。