开关式直流功率变换器的一种直接控制方法

非线性PID控制方法是一种处理非线性控制问题的简单直接的办法。将这一方法应用于脉宽调制变换器的非线性无穷大频率平均模型，通过对升降压式变换器数字仿真分析，说明了变换器非线性ND控制器的调节性能，从而表明非线性PID控制器应用于开关式直流功率变换器的控制是可行的。     

一种混合模糊PID控制在DC-DC变换器中的应用

DC-DC变换器是一种强非线性系统，单一的控制策略往往不能满足系统动静态指标的曼求。针对这种情况，提出一种混合模糊PID控制策略。以优化的PID控制器为基础，通过模糊控制对PID控制器进行增益调节，达到和非线性PID控制相同的效果。汁算机仿真结果验证了这种混合控制策略的控制性能，极大地改善了DCDC变换器系统的动态特性。     

电压型BUCK变换器控制策略研究

鉴于BUCK型降压斩波变换器的非线性和复杂性,采用传统的PID控制器难以获得理想的控制性能,利用神经网络的非线性函数逼近能力,构造神经网络PID自整定控制器.该控制器根据系统的运行状态,通过神经网络的自学习、加权系数调整,自动调节PID控制器参数,以期达到性能指标的最优化.将该控制器应用于BUCK型变换器,仿真结果显示...     

一种单神经元PID控制的单相APFC的设计

介绍了传统平均电流控制型APFC变换器的结构,对其控制原理分析后,提出了一种新的控制方法。APFC变换器本身是一个非线性、周期时变的动态系统,采用传统的PID控制难以达到令人满意的效果,单神经元PID控制可以利用其非线性、变结构、自适应等优点来提高APFC系统的动态响应和抗扰能力。通过Matlab/Simulink仿真结果表明,由神经网络控制的变换器,在一定程度上解决了传统PID控制器难于在线实时整定参数、对时变系统进行有效控制的不足,证明了设计的可行性。     

DC/DC变换器模糊控制和PID控制比较研究

模糊控制器因具有控制鲁棒性强,设计不依赖于被控对象精确模型等优点而逐渐应用在电力电子变换器中。以Boost变换器为例,从设计方法、具体工程实现和实验结果三方面对传统线性比例积分微分(PID)控制器和模糊控制器进行了对比分析。详细阐述了PID控制器和模糊控制器的设计方法,对其设计的侧重点进行了对比。通过实验对比了线性PID控制器与模糊控制器的控制性能。实验结果表明,模糊控制技术相对于线性PID控制技术更能适应DC/DC变换器工作点的变化,具有更好的动态控制效果。     

神经网络控制器在软开关中的应用

在软开关谐振功率变换器系统中，由于增加了谐振元件以及系统本身存在的严重的非线性和时变不确定性等特点，极大地影响了系统输出电压的动态响应性能。针对这一问题，本文提出了一种新的控制策略，将基于PID的神经网络控制器用于脉宽调制型的软开关谐振功率变换器中，提高了系统的动态响应性能。这种控制器是一种新型的误差前向反馈神经网络，将神经网络和PID控制规律融为一体。     

新型PID控制在DC—DC变换器中的应用

DC—DC变换器高性能控制研究成为变换器的一个重要研究方向。本文基于DSP控制的DC-DC移相全桥变换器,分别运用常规PID和参数自适应调整的专家PID控制方法进行控制,对两种控制方法进行比较,并给出了参数自适应调整的专家PID控制器的详细设计。实验结果证明:两种控制方法都能使系统运行平稳,参数自适应调整的专家PID控制策略比常规PID具有更好的静、动态特性。     

双级矩阵变换器驱动永磁同步电机的混合非线性控制系统

针对传统PWM变换器及PID控制器存在的很多缺点,提出一种基于双级矩阵变换器(TSMC)驱动永磁同步电机(PMSM)的混合非线性控制方案。首先,针对系统易受电网和负载扰动的问题,建立TSMC-PMSM系统整流器端口的受控耗散哈密顿模型(PCHD),证明其严格的无源性,设计TSMC-PMSM系统整流器端口的基于互联与阻尼分配(IDA)的无源性控制(PBC)器,并理论证明该闭环系统的稳定性;另外,针对转速外环PID控制器自我调节能力差的问题,利用自抗扰控制器(ADRC)非线性光滑反馈的特点,设计变积分系数PI-ADR非线性控制器。仿真和样机实验结果都表明,采用混合非线性控制的TSMC-PMSM系统具有良好的网侧性能、很强的抗扰动能力和很好的动、静态性能。     

参数模糊自整定PID在ZVZCS变换器中的应用研究

由于全桥软开关变换器为强非线性时变系统,工作特性复杂,传统的PID控制器不具有在线自整定功能,控制效果较差,不能满足过程控制日益发展的需求。为了得到良好的控制效果,提出了采用PID参数模糊自整定控制变换器。在变换器数学模型的基础之上设计控制器,通过MATLAB/Simulink对其仿真。仿真结果表明:PID参数模糊自整定控制系统比传统的PID控制器超调量小,调节时间短,控制效果有明显的改观。     

基于模糊参数自校正PID方法的光伏发电系统MPPT控制

针对光照强度变化的不确定性、光伏电池阵列温度变化、负载变化和光伏电池强非线性,使光伏电池阵列的最大功率点变化的情况,提出一种采用模糊参数自校正比例、积分、微分(PID)控制实现光伏系统最大功率点跟踪(MPPT)控制的方法。Boost变换器属于并联开关变换器,采用Boost变换器实现MPPT。模糊参数自校正PID控制方法能合理地处理好控制精度和速度的矛盾。论述了模糊参数自校正PID控制器的结构、参数确定、规则的生成、模糊决策与推理。仿真结果表明所提方法可有效消除最大工作点处的振荡现象且易于实现,提高了系统的稳定性。     

电流连续型Boost变换器状态反馈精确线性化与非线性PID控制研究

基于非线性系统的微分几何理论并结合传统PID控制的优点，建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型并推导出非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式，得到了Boost变换器状态反馈精确线性化模型。文中结合基于输出误差的PID控制，提出了变换器非线性PID解耦控制策略。研究结果表明，Boost变换器非线性PI解耦控制，比传统的PI控制有更好的动态响应和稳态特性，状态反馈精确线性化能对Boost变换器这类分段线性系统实现完全控制解耦。DC／DC变换器利用状态反馈精确线性化技术并结合传统PI控制技术的优点进行解耦控制，其结果对进一步研究具有一般性理论和实际意义。     

非理想条件下MMC-DVR的Lyapunov控制策略研究

动态电压调节器(DVR)与模块化多电平转换器(MMC)组合的MMC-DVR可用于解决中高电压的动态电压补偿问题。目前MMC-DVR基本采用PID等线性控制方法,而MMC-DVR为非线性系统,因而其控制效果并不能令人满意。为此,提出了针对非理想条件下MMC-DVR系统的非线性李雅普诺夫(Lyapunov)控制方法来解决此问题。首先,建立MMV-DVR的数学建模。接着,设计了非理想条件下正、负序MMC-DVR的Lyapunov控制系统。最后,通过实验验证了所提的Lyapunov控制方法用于MMC-DVR的正确性和有效性。与传统PID控制相比,Lyapunov控制方法的电压在理想、非理想的多种不同工况下都能得到很好的补偿,且系统的动态响应更快、鲁棒性更强。     

CCM模式下Boost电路的反步法非线性控制与仿真

基于非线性系统的稳定性理论并结合传统PID控制的优点建立了CCM模式Boost变换器的占空比非线性调制模型,提出了基于反步法的非线性控制技术,简化了非线性控制的算法。采用双闭环反馈控制方法．输出电压和电流有较高的精度。系统输入电压发生波动时输出电压能够快速稳定．系统的动态性能和稳态性能较传统PI控制方式有了很大的改善,...     

自抗扰控制及其在DC-DC变换器中的应用

本文将自抗扰控制引入DC-DC变换器中,详细介绍了自抗扰控制器的原理和结构,并提供了调制Buck-Boost DC-DC变换器的仿真参数及硬件电路实验.通过对该变换器模型参数改变和外部扰动的仿真和实验研究,证明自抗扰控制对电力电子变换器这类非线性系统和不稳定对象具有良好的控制效果,对其外扰及对象模型参数的变化具有良好的适应性和鲁棒性.此方法不仅克服了经典PID控制的缺点,又保留了其结构简单,鲁棒性强的优点,是一类很有发展前景的控制策略.     

DC/DC变换器数字控制方法研究

传统PID控制方案在变换器的数字控制中仍发挥重要的作用,但先进的控制算法与传统控制相结合将是日后数字控制的主流。以DC/DC变换器为控制对象,在常规PID控制的基础上分析了改进型PID控制方法,如积分分离PID、不完全微分PID。另外针对参数自适应PID控制方法进行了研究,分别比较了不同的控制方法在相同和不同条件下的控制性能。实验结果证明,基于数字控制的先进控制方法使得变换器具有更好的动态性能。     

直流变换器并联系统动态均流的非线性控制

基于微分几何理论，该文针对并联直流变换器提出了一种新颖的非线性动态均流控制策略。文章首先利用开关脉冲分段函数建立了两相交错并联变换器两输入两输出仿射非线性模型，推导出对应的非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈规律表达式，得到状态反馈精确线性化模型。接着文章利用二次型最优控制对线性化模型进行动态均流控制设计，得到精确线性化的状态反馈规律，建立了一种基于微分几何理论的非线性均流控制策略。研究表明，两相并联直流变换器通过状态反馈精确线性化得到的非线性均流控制策略，比现有PID均流控制有更好的动态均流特性，同时具有较好的动态和稳态品质。     

全桥型DC/DC变换器的DMC-PID串级控制策略研究

研究了全桥型DC/DC变换器系统的控制方法。针对现有DC/DC变换器动态响应速度慢、抗干扰能力差的现状,提出了基于状态反馈精确线性化的动态矩阵控制-比例积分微分DMC-PID（dynamic matrix control-propor-tional integral differential）串级控制方法。应用状态空间平均法建立全桥型DC/DC变换器系统的非线性模型,通过状态反馈精确线性化后得到线性化系统。为使系统获得优良的控制性能,选取DMC-PID串级控制方法。该控制方法同时具备PID算法的鲁棒性和DMC算法的快速性和稳定性,能有效地解决电源输入电压大范围波动输出电压不能及时稳定的问题。通过仿真分析和实验验证了该方案能在各种扰动工作条件下实现对变换器输出精确、快速的控制。     

Microsecond nonlinear model predictive control for DC-DC converters

In this paper, we present a novel nonlinear model predictive control (NMPC) formulation for the transient control of a DC-DC converter. We demonstrate that a real-time implementation of the proposed NMPC scheme using the PANOC solver can be efficiently applied to control DC-DC converters in the microsecond range. Moreover, an embedded, code-generated version of PANOC can be implemented using microcontrollers or digital signal processors. The algorithm is incorporated in the transient simulator of PWM DC-DC converters, and the operation of the simulator on the boost converter's example is presented, comparing the performance of our NMPC-controller with that of a classical PID controller. The operation of the boost converter controlled using the proposed NMPC algorithm is validated experimentally.