双管Buck-Boost变换器的输入电压前馈控制策略

双管Buck-Boost变换器适用于宽输入电压范围场合。采用双调制–单载波的两模式控制策略可实现其整个输入电压范围内的高效率和工作模式的自动平滑切换,其工作模式即为高输入电压区间的 Buck 模式和低输入电压区间的Boost模式。为抑制输入电压扰动对输出电压的影响,通过建立双管Buck-Boost变换器不同工作模式下的小信号模型,推导相应的输入电压前馈函数,并分析电路参数变化对前馈函数的影响,进而提出一种带输入电压前馈的两模式控制策略。采用所提出控制策略的双管 Buck-Boost 变换器,可实现工作模式和相应输入电压前馈函数的同时自动选择,及工作模式的近似平滑切换,从而保证变换器整个输入电压范围内的高效率和良好的输入暂态响应。为更好地展现所提出控制策略的优点,对带输入电压前馈和不带输入电压前馈的两模式控制策略进行比较。最后,实验室搭建一台原理样机,并对所提出的控制策略进行实验验证。     

Quasi-Z源逆变器电压电流双闭环控制系统研究

Quasi-Z源逆变器是在Z源逆变器的基础上提出来的新型电路拓扑结构,它除具有Z源逆变器的各种优点外,还降低了逆变器无源器件的电压电流额定值,而且使逆变器的输入电流变得连续,具有很好的应用前景.分析了Quasi-Z源逆变器的工作原理,建立了它的小信号模型,并设计了Quasi-Z源逆变器的电压电流双闭环控制系统.实现了对...     

增强型Z源逆变器的直流链电压直接控制策略

增强型Z源逆变器与传统Z源逆变器相比不仅具有很强的升压能力,而且很大程度减小Z源网络电容、开关器件电压应力.但Z源逆变器现有控制策略是通过测量电容电压构建闭环间接控制直流链峰值电压,而Z源网络电容电压并不能准确反映直流链电压的动态特性.为了提高增强型Z源逆变器的直流链电压动态响应速度和控制精度,借助于数学建模,提出一种直流链电压直接控制的闭环控制策略,通过直接测量直流链峰值电压来提高系统的控制精度,采用电感内环、直流链峰值电压外环的双闭环控制提高了系统的动态响应速度,有效地抑制非最小相位特性对系统地影响.仿真和实验结果证明控制器对输入和负载扰动具有很好抑制能力.     

DC-DC变换器负调电压产生机理分析与抑制

针对DC-DC变换器数学模型中的右半平面零点导致系统输出电压产生负调以及系统响应速度变慢等问题,提出了抑制负调电压的变换器参数设计原则。以Boost变换器为研究对象,分析了电感电流连续且电感完全供能模式(CCM-CISM)情况下负调电压产生的机理,将非最小相位系统占空比发生突变的暂态过程分为负调和超调两个阶段,根据负调电压数学模型分析了电感和电容对负调电压的影响,给出了抑制负调电压的电感和电容设计原则,对提高非最小相位系统暂态和稳态性能具有指导意义。仿真和实验验证了机理分析的正确性以及抑制负调电压参数设计的合理性。     

基于双电压控制策略的矩阵式变换器研究

讨论了基于双电压瞬时值控制的矩阵变换器的开关状态及控制函数,系统地分析了当输入不对称或不平衡时,矩阵式变换器的双电压瞬时值控制的原理和该控制策略下输出电压的合成规律。最后通过仿真和实验结果分析,给出了电压、电流的波形,验证了该控制策略具有良好的抗干扰性能。     

基于前馈补偿的SPWM矩阵变换器控制策略研究

矩阵变换器是一种AC/AC直接变换器，电网的任何非正常输入将直接恶化其输出电压特性。文中基于SPWM矩阵变换器提出了一种前馈补偿方案。通过检测输入线电压包络，对参考正弦进行预调制，使得正弦脉宽调制输出脉冲在宽度上给予自适应地补偿。文章分析了补偿原理并介绍了实现方法。采用Matlab/Simulink对补偿前后的输出特性进行了仿真对比 。分析和仿真表明该方案可以有效地改善矩阵变换器在非正常条件下的输出特性，验证了方案的有效性和正确性。该方案具有简单易行的优点，既便于硬件实现，又便于数字实现，而且计算量小。     

单相光伏并网逆变器控制策略的比较研究

采用单相两级式光伏并网拓扑结构,针对传统双闭环控制策略,在光伏电池输入功率发生骤变时,响应滞后,系统稳定性较差的缺点,采用带有输入功率前馈的双闭环控制策略,并对其进行详细地分析。通过上述的分析,基于MATLAB平台,分别就两种策略搭建了光伏并网系统的仿真模型。仿真结果表明,当输入功率发生突变时,相对于传统双闭环控制策略,带有功率前馈的双闭环控制策略,其并网电流能够更快地达到新的稳定,同时降低了直流母线电压在该过程中的波动,具有更优越的动态性能。     

储能改进型Y源光伏逆变器的滑模控制策略

储能改进型Y源逆变器(energy storage improved Y-source inverter,ES-IYSI)具有右半平面零点和非线性特性,采用传统线性控制器会导致鲁棒性差、调节速度慢和控制器设计复杂等问题.提出在直流侧和交流侧分别使用滑模控制(sliding mode controller,SMC)以保证...     

光伏波动下低压直流系统功率振荡抑制研究

针对低压直流系统中光伏波动造成的功率振荡问题，基于RLC阻抗网络模型小扰动稳定分析方法，提出一种采用电压前馈的控制策略。通过在电流环中引入直流电压比例分量，对电流环电流进行补偿，减小因输入侧变化导致的电流波动，实现了在光照波动较强条件下对系统功率振荡的抑制。理论分析结果表明：所提方法可有效减小谐振峰值和低频阻抗幅值，降低光伏波动较强时的系统功率振荡，使系统在光照强度变化较大情况下能够保持稳定运行。最后，通过仿真验证了理论分析的正确性和所提方法的有效性。     

输入串联输出并联全桥变换器的无电流传感器均压均流控制策略

输入串联输出并DC-DC换器常用在输入高电压输出大电流场合,但是这种结构存在输入均压与输出均流问题。本文深入分析输出均流的实现条件,指出只要能满足系统稳定,就能实现输出均流。通过建立系统模型,推导出系统的稳定条件,并在此基础上提出了电压前馈控制策略,实现无电流传感器的输入均压与输出均流。最后通过Matlab仿真,并制作了样机,表明此控制策略的正确性。     

负荷用直流变换器的虚拟直流发电机控制策略研究

直流配电在方便可再生能源接入的同时可以减少变流环节,提高用电效率,并且不会引起频率不稳定及无功功率不平衡等问题。直流变换器作为直流微网中的电能馈送的重要一环,其控制策略的优劣显得尤为突出。提出了一种负荷用直流变换器的虚拟直流发电机控制方法,该控制策略继承了旋转电机的惯性特性,当带载变化时,这种控制策略能够缓和恢复受扰动的负荷侧电压,且维持直流微网负荷端电压在其额定值。建立的DC/DC小信号模型证明了采用虚拟直流发电机控制的直流变换器在直流母线电压波动过程中的功率响应与其阻尼参数成反比,因此可根据母线电压变化趋势自动调节对母线功率的吸收,响应母线电压波动,支持母线电压恢复。仿真及实验结果验证了所提出控制策略的可行性和正确性。     

基于虚拟同步发电机的直流微网DC-DC变换器控制策略

针对直流微网惯性低,母线电压易受功率波动影响的问题,文中提出了一种直流微网类虚拟同步发电机控制策略并将其应用到双向DC-DC变换器中,提高了直流微网的惯性,抑制了直流母线的电压波动。首先,通过类比交流微网中的虚拟同步发电机控制,得到了适用于直流微网中的类虚拟同步发电机控制。其次,通过建立小信号模型,对所提控制策略进行了理论分析,并针对电压动态变化过程中初始阶段的大扰动,采用前馈补偿进行了修正。然后,分析了加入虚拟惯性后控制参数对稳定性的影响。最后,通过MATLAB/Simulink仿真分析验证了所提理论分析和控制策略的有效性。     

基于多线圈变压器的DC-DC变换器闭环控制策略

级联式DC-DC变换器因具备高耐压能力的优势,被广泛应用于高压直流输电。在级联式变换器中,将多个模块中的独立变压器整合为一个共享磁芯回路的多线圈变压器,可自动均衡模块电容电压,降低系统复杂程度。针对基于多线圈的级联式DC-DC变换器提出了一种闭环控制策略,为设计移相闭环控制器,采用周期平均法及小信号动态分析法对系统进行建模,引入校正环节改善了系统的稳态和暂态性能,实现了级联式DC-DC变换器输出电压的稳定控制。最后,在Matlab/Simulink环境中搭建了系统仿真模型,验证了所提级联式DC-DC变换器闭环控制方法的可行性。     

DC/DC变换器数字预测非线性PID控制策略

以DSP芯片TMS320LF2407为主处理单元,功率变换部分采用双管正激电路,提出一种具有数字预测的非线性PID控制器。设计并实现了模块化高压输入航空静止DC/DC变换器原理样机,给出了该样机的总体结构方案、关键硬件电路、相应的软件流程和实验结论。基于5kW样机的实验结果表明,这种数字式预测非线性PID控制能使DC/DC变换器具有良好的动、静态特性。     

背靠背变流系统中优化前馈控制策略的研究

在背靠背变流系统中,直流母线电压受负载和电网等因素的影响而上下波动,这极大影响了系统的安全可靠运行。为了抑制直流母线电压的波动,提高系统动态响应能力,文中采用小信号模型的分析方法,分析了传统前馈控制策略提高母线电压动态响应的原理以及优缺点,提出了一种优化的前馈控制策略,不仅抑制了由负载和电网变化引起的母线电压波动,使系统的动态响应能力得到了提高,而且应用状态观测器取代电流传感器对负载电流进行测量,降低了成本并解决了电流传感器给系统带来的各种问题,提高了系统的稳定性。最后,仿真结果和基于4kVA实验平台的试验结果都证明了该控制策略的有效性。     

压控降压DC-DC变换器输出响应研究

提出了一种研究DC-DC电压变换器受控制信号控制的新方法。该方法是基于控制信号不同组成成分和非线性微分方程来求取系统稳态输出响应。经PSPICE仿真验证表明,在控制信号为第1种脉冲模式时输出电压是固定的,为第2种脉冲模式时输出电压是受控可调的。     

三电平双向直流变换器的模型预测电压控制研究

三电平双向直流变换器以其传输效率高和输出波形畸变率小等优点在储能系统等低压大电流场合得到了广泛应用.但由于其输出电平数量的增多,调制复杂度增加,可能在应用中出现中点不平衡问题.针对以上问题,提出模型预测电压控制MPC(model predictive control)方法,实施直流母线电压和输出侧分压电容均压的多目标优...     

基于扩展状态平均法的隔离型多端口移相全桥双向直流变换器建模研究

建立了一种用于混合储能系统的隔离型多端口双向直流变换器的数学模型。通过星-网变换建立了移相控制下直流变换器多端口网型等效电路,通过扩展状态平均法建立了N端口变换器在电感电流连续时的状态平均模型和小信号模型,并分析了各端口之间传输的功率。仿真比较了不同端口数下变换器的模型输出和拓扑输出,并以三端口变换器为例,分析了移相比扰动下的模型和拓扑电路的动态响应。结果表明,提出的多端口直流变换器的数学模型能够准确反映移相控制下多端口变换器的稳态性能和动态性能,且对于不同端口数量的直流变换器具有普遍适用性。     

风力发电变流系统多重化升压斩波器控制方法研究

以永磁同步风力发电机组变流系统为背景,研究了交一直一交变流系统中间直流环节--多重升压斩波器的控制方法.升压斩波器采用电流闭环加前馈的复合控制方法,通过对主电路及控制电路进行Pspice仿真,以及基于DSP芯片TMS320LF2407A对单重、三重升压斩波器控制进行实验,在带负载的情况下进行了开环、闭环和前馈控制调试,实验最终结论说明三重升压斩波器具有减少谐波、平滑电流等优势,前馈控制能够有效地抑制整流输出电压带来的低频纹波,减小了电流脉动.