三相电压型PWM整流器非线性解耦控制研究

基于非线性系统反馈线性化理论，建立了三相电压型PWM整流器非线性仿射模型，推导出其对应的非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈矩阵，得到了三相电压型PWM整流器反馈线性化模型，提出了三相电压型PWM整流器无功功率和有功功率的解耦控制策略。对三相电压型PWM整流器解耦控制特性进行了细致分析和研究。结果表明，反馈线性化能较好地实现三相电压型PWM整流器的解耦控制。给出的试验结果验证了文中理论研究的正确性。     

三相PWM整流器反馈线性化解耦与滑模控制

建立了三相电压型脉宽调制(PWM)整流器在同步旋转坐标系下的数学模型,针对传统前馈解耦控制在电网不平衡时存在的缺陷,提出改进型前馈解耦控制,并根据非线性反馈线性化理论,推导出线性化方程,从而实现三相电压型PWM整流器有功、无功电流线性化解耦控制;电压外环采用滑模变结构控制,增加系统的鲁棒性与抗负载扰动能力。仿真与实验结果表明,该混合控制能较好地实现三相电压型PWM整流器的线性化解耦控制,完成其功率因数校正及整流器输出特性控制功能,给出了完整的理论分析及实验研究结果。     

三相电压型PWM整流器最优H_∞鲁棒控制研究

基于现有三相电压型PWM整流器双环PI控制的不足,采用非线性控制理论,对电流内环进行改进,提出了一种反馈线性化最优H_∞鲁棒控制策略。首先对三相电压型PWM整流器的dq模型进行分析,选取状态变量、输出变量,建立仿射非线性系统模型,然后对模型进行状态反馈精确线性化,得到解耦的精确线性化系统,通过解Riccati不等式,最终得到最优控制规律。仿真结果表明:该控制方法能使系统在固定范围内强干扰和参数摄动的状态下实现功率因数整流,并且保持稳定的输出直流电压,可以为战场条件下移动电站应急供电提供有效技术支持。     

三相电压型PWM整流器最优H_∞鲁棒控制研究北大核心

基于现有三相电压型PWM整流器双环PI控制的不足,采用非线性控制理论,对电流内环进行改进,提出了一种反馈线性化最优H_∞鲁棒控制策略。首先对三相电压型PWM整流器的dq模型进行分析,选取状态变量、输出变量,建立仿射非线性系统模型,然后对模型进行状态反馈精确线性化,得到解耦的精确线性化系统,通过解Riccati不等式,最终得到最优控制规律。仿真结果表明:该控制方法能使系统在固定范围内强干扰和参数摄动的状态下实现功率因数整流,并且保持稳定的输出直流电压,可以为战场条件下移动电站应急供电提供有效技术支持。     

三相电压型PWM整流器的非线性控制研究

基于非线性系统反馈线性化理论，建立了三相电压型PWM整流器非线性模型，设计了一种非线性控制器。对三相电压型PWM整流器非线性控制方法进行了细致的分析与研究，仿真结果表明，PWM整流器采用这种非线性控制器比采用普通线性控制器具有更为优越的动静态性能。     

基于非线性解耦控制的三相电压型SPWM逆变器

该文针对变速风力发电机组系统所用的三相电压型SPWM逆变器，采用非线性变换和非线性反馈理论，建立了三相电压型PWM逆变器非线性数学模型，推导出其反馈线性化方程，从而得出三相电压型PWM逆变器有功电流和无功电流的解耦控制策略。仿真和实验结果表明，该控制策略能较好地实现三相电压型PWM逆变器的解耦控制，具有较好的动态特性和较强的鲁棒性，能够提高变速风力发电机组供电质量。     

基于逆系统方法的三相PWM整流器控制

针对三相脉宽调制(PWM)整流器控制采用非线性反馈方法使控制器设计复杂化的问题,提出一种基于逆系统方法的三相PWM整流器的反馈线性化控制方法。利用三相PWM整流器数学模型,以直流输出电压、有功和无功电流作为状态反馈变量,推导出三相PWM整流器的逆系统,并构造出伪线性系统。通过对该伪线性系统的综合,设计出三相PWM整流器的闭环控制系统,实现了无功电流分量和直流电压的解耦,然后对该闭环控制系统进行了计算机仿真。结果表明,所采用的控制策略能够实现三相PWM整流器直流电压和无功电流的解耦控制,且性能良好。     

电流型PWM整流器的非线性控制

电流型PWM整流器在同步坐标系下的数学模型呈现非线性、强耦合的特性，使其控制器的设计较为困难。该文首先基于非线性微分几何理论，分析了三相电流型PWM整流器实现输入/输出精确线性化的条件，指出线性化后的系统存在一阶零动态，然后提出了三相电流型PWM整流器的非线性控制策略，实现了交流电流d轴分量和q轴分量的解耦控制。最后该文分析了非线性系统一阶零动态的稳定性，并设计了状态反馈控制器以改善其动态响应特性。仿真和试验结果验证了所提出方法的有效性。     

电压型PWM整流器非线性控制策略综述

为提高PWM整流器的性能,国内外学者开始将非线性控制理论应用到PWM整流器控制中。介绍了几种国内外三相电压型PWM整流器非线性控制策略的研究现状,包括反馈线性化控制策略,基于Lya-punov稳定理论的控制策略,基于无源控制理论的控制策略,模糊控制策略和基于人工神经网络理论的控制策略,并进行了分析。     

三相电压型脉冲宽度调制整流器的状态反馈线性化控制系统设计

建立了三相电压型PWM整流器在d-q坐标系下的非线性数学模型,通过非线性输入变换和引入交、直流侧的功率平衡方程,推得三相电压型PWM整流器的线性化数学模型;由此提出了一种电流内环基于状态反馈解耦、电压平方外环基于功率平衡理论的双闭环矢量控制策略,并进行了Matlab/Simulink仿真验证。最后,对基于6MBP20RH060和TMS320F2812设计制作的样机进行了试验,达到了较好的效果。     

三相电压型PWM整流器混合控制研究

针对三相电压型PWM整流器的非线性特点,提出了一种混合控制方案.电流内环采用滑模控制,根据指数趋近律算法设计两个滑模电流控制器.电压外环采用负载电流前馈补偿和输出直流电压反馈控制的方法.采用空间矢量脉宽调制方法生成整流器的开关信号.仿真结果表明:系统不仅具有良好的动态和稳态性能,而且对负载及系统参数扰动具有很强的鲁棒性.     

三相电压源型PWM整流器的DSP控制

描述了三相电压源型PWM整流器的工作原理,基于整流器网侧电流矢量推导出同步旋转坐标系下系统的数学模型,给出了一种电流前馈解耦控制算法.同时详细介绍了基于电流前馈解耦的PWM整流器双环控制系统设计方法,并且应用TMS320LF2407A建立了PWM整流器的DSP数字化实验系统.实验结果表明,该整流器能获得单位功率因数的正弦输入电流、稳定的直流输出电压和快速的动态响应.     

A high-power-factor PWM rectifier without voltage sensors

Pulsewidth modulation (PWM) control techniques for rectifiers are widely used to improve the source current waveform and the input power factor. Recently, methods to reduce the number of detectors have been studied to simplify the system configuration and control of such rectifiers. It is known that a voltage detector on the ac side can be omitted, though a voltage detector on the dc side is needed for adjustment of the dc output of a PWM rectifier. In this paper, a method for controlling a single-phase rectifier without any voltage sensor is proposed. The ac-side voltage can be estimated from the input-reactor voltage when the ac side of the bridge is short-circuited. The reactor voltage is easily obtained by multiplying the inductance of the reactor by the derivative of the source current measured. The dc side voltage can be estimated by calculating the difference between the source voltage at the beginning of every switching period and the reactor voltage sampled and held in the previous bridge conduction mode. This paper describes the control scheme, its implementation, and the performance characteristics of the rectifier. The usefulness of the rectifier is confirmed by experiment. This method is applicable to various types of PWM rectifiers. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn, 120(4): 90–96, 1997     

基于非线性PID控制理论的单相PWM整流器研究

在单相电压型PWM整流器的控制方面,基于传统线性控制理论所设计的电压环PI控制器存在着系统动态性能差、参数整定困难等缺点。文章首先以单相电压型PWM整流器的双环控制为基础,对PWM整流器模型进行数学分析,然后引入新的非线性函数对电压环的控制性能进行优化,进而提出了一种单相PWM整流器的电压环非线性PI控制器控制方案。最后利用MATLAB软件搭建仿真平台,与传统PI控制器的仿真对比表明该方案不仅计算简单易于实现,系统的动态性能好而且还能进一步增强系统的抗干扰能力。     

三相电流型脉宽调制整流器的功率因数控制新方法

该文建立了三相电流型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器的基于开关函数的abc三相静止坐标系下的一般数学模型和dq同步旋转坐标系下的简化数学模型,详细分析了它的稳态特性,尤其是系统的无功功率及功率因数特性。在此基础上,提出一种三相电流型PWM整流器的功率因数控制新方案。不同于传统的基于静止abc坐标系的控制方法,该文将控制算法建立在dq同步旋转坐标系上,提出了基于交流侧电容电压定向的矢量控制,使得直流侧电流和交流侧功率因数得以解耦控制。该控制方法对系统参数的依赖性小,能够自动调节到其可以达到的最大功率因数运行点。该控制方案的有效性和可行性通过仿真进行了验证,并进一步在一个5 kVA的试验样机上进行了验证。     

移动电站直流并联功率分配研究

在分析了交流电源直接并联存在的不足的基础上,提出了采用三相PWM整流—并联—PWM逆变的供电模式。三相PWM整流器输出的直流电压含有谐波导致直流电压不断脉动,交流电源通过三相PWM整流器进行直流并联时,必须考虑电压脉动的影响。针对此问题,通过在整流器输出侧添加电阻的方式,抑制了电压脉动对并联稳定的影响;分析了并联模块接入时机对并联过程的影响;提出了一种实现并联条件下,单个模块输出功率自由分配的控制方式。最后,通过仿真验证了该控制方式的可行性。     

单周控制三相4线制VIENNA整流器研究

分析了单周控制三相4线制3开关3电平(VIENNA)整流器的基本原理.该控制器不需要乘法器和采样三相输入电压,开关管承受电压应力为输出电压的一半,控制方法简单,并且可以物理解耦成输出并联的3路单相3电平PFC,在三相电网不对称(包括缺相状态)情况下,整流器仍能正常工作,提高了VIENNA整流器的环境适应性.