基于直接功率控制的三相整流器的研究

直接功率控制是继矢量控制、直接转矩控制之后出现的又一种新型的控制策略,具有较多的优越性能。文章介绍了直接功率控制技术的发展,阐述了基于直接功率控制的三相整流器的原理及数学模型,并给出了各个模块的实现方法。仿真结果表明,基于直接功率控制的三相整流器输出电压稳定,直流侧输入电流、电压相位差较小,功率因数高,谐波含量少,达到了预期效果。     

基于单周期控制的机载三相高功率因数整流器研究

飞机对机载设备的用电特性要求越来越严格,特别是对三相电源的输入功率因数和电流谐波有着严格的要求,此外在电磁兼容试验中对输入电流谐波含量的要求也很高。研究了机载三相三开关三电平整流器,将其等效为三个单相功率因数校正(PFC)电路,分别采用英飞凌单周期PFC控制芯片ICE3PCS02实现了三相功率因数校正电路。仿真与实验结果表明该电路在三相功率因数校正方面有着良好的效果,在中小功率机载雷达电源上具有广泛应用前景。     

三相电压型PWM整流器自抗扰控制

针对三相电压型PWM整流器本身的非线性特点,提出一种非线性控制策略.采用自抗扰控制技术设计了电压和电流控制器,具有鲁棒性强的特点.通过电压控制器对负载扰动进行补偿,消除了负载扰动带来的输出直流电压稳态跟踪误差.三相电压型PWM整流器的开关信号利用空间矢量脉宽调制方法生成.仿真结果表明,本文所提控制策略是有效的     

基于单周期控制的三相降压整流器的研究

分析了单周期控制技术的基本原理,提出了一种基于单周期控制的三相三开关降压整流器。该装置运用单周期控制技术,可以在每个开关周期控制输入电流跟踪正弦参考量,从而实现低电流谐波畸变和高功率因数。该控制器不需要乘法器,控制方法简单、可靠。最后给出了仿真结果。     

三相电压型PWM整流器模型预测直接功率控制

通过对三相电压型PWM整流器传统直接功率控制(DPC)引起的开关频率不固定,网侧电流谐波分量高,系统调节时间长等问题的分析,提出一种电压型三相PWM整流器模型预测直接功率控制方法,应用模型预测理论构建目标函数并对目标函数进行求偏导,对下一个采样周期的有功功率和无功功率变化进行预测,将模型预测理论与二阶拉格朗日插值法相结合进行功率修正,实现了有功和无功功率的实际值与预测值的误差最小,并采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)产生PWM信号驱动整流器功率开关,实现固定的开关频率;仿真结果表明,本方法具有良好的动态和稳态性能,系统对电感参数的变化不敏感,有效降低了交流测电流总谐波失真(THD),提高了交流侧功率因数。     

三相脉宽调制整流器的约束预测控制（英文）

本文将基于并行神经网络优化的约束模型预测控制(MPC)应用于脉宽调制(PWM)整流器中,提高了电网的质量.在三相静止坐标系下,建立了三相PWM整流器的解耦数学模型,采用约束模型预测控制策略,突破了有限集和无约束条件下预测控制的局限性.为了提高单步优化的速度,采用神经网络优化算法求解模型预测控制的在线优化.在保证系统单位功率因数的前提下,当系统负载突然变化时,具有快速动态响应稳定输出直流电压的性能.采用FPGA控制器实现并行计算,减少了预测控制算法的计算时间.最后,通过仿真和实验结果得到,采用本文的控制策略,总谐波失真(THD)降低了2.5%,达到稳态的时间大约是PI控制算法的五分之一,为12 ms,验证了该方法的可行性和有效性.     

Vienna整流器模型预测直接功率控制研究

针对Vienna整流器非线性系统,提出了内环采用模型预测直接功率控制(MPDPC),外环采用滑模变结构控制(SMVSC)的双闭环控制策略。首先建立其数学模型,求出整流器输入功率和中点电位偏差的预测值,然后通过外环求得系统有功功率和无功功率的给定值;最后输出使系统评价函数最小的开关组合,达到对系统有功功率、无功功率和中点电位的快速准确控制,实现Vienna整流器的单位功率因数控制、直流电压稳定输出以及中点电位平衡。仿真和实验结果表明了所提方案的有效性和可行性。     

三相PWM整流器新型DSISO模型及其控制策略

针对三相PWM整流器多输入变量和多控制目标的复杂性,提出一种基于α-β静止参考坐标系的双单输入单输出(DSISO)模型,将PWM整流器等效为两个与传统单相升压变换器类似的电路结构,简化了对三相PWM整流器的分析。基于该模型,推导了小信号模型,建立了三相PWM整流器从控制到输出的传递函数,并且给出了电压控制器的设计方法。实验结果验证了DSISO模型及控制策略的有效性。     

基于TMS320F2812全数字三相PWM整流器的设计

本文针对三相电压型PWM整流器,在建立了其数学模型的基础上,对整流器电流解耦控制策略进行研究,使用TMS320F2812数字处理芯片进行系统的硬件和软件设计,充分利用TMS320F2812丰富接口资源和快速的运算能力,使整流器硬件更简单;实验结果表明:整流器实现了单位功率因数控制,具有优越动态和静态性能。     

单位功率因数三相PWM整流器的设计

针对传统的二极管整流器和相控整流器对电网造成的谐波污染问题,设计了一种单位功率因数三相PWM整流器,详细介绍了该整流器功率电路的拓扑结构、PWM整流器的控制策略、硬件电路和软件设计方法。实验结果表明,该PWM整流器采用电压电流双闭环的直接电流控制策略,网侧功率因数高,谐波畸变率低,减小了对电网的污染。     

基于功率预测模型的单相PWM整流器直接功率控制

提出一种基于功率预测模型的单相PWM整流器控制策略.该控制策略通过构造与网侧电压、电流正交的虚拟电压、电流分量来形成-坐标系;在采用瞬时功率理论及功率预测算法获得电路有、无功变化量的基础上,推导了整流器交流侧的电压控制矢量,并采用单极性调制方法来保证整流器工作频率的恒定;由于取消了电流调节内环,该控制策略具有控制系统设计简单、电路抗扰动能力强、系统动态过程短等特性.仿真结果验证了所提出的控制策略的有效性.     

一种新的三相AC／DC PWM整流器控制策略

为了实现交流输入和整功率因数,提出了一种基于自适应B样条(BS)神经网络的三相PWM整流器控制策略;建立了在线训练BS神经网络的控制规律;提出了神经网络在线学习的新算法;运用空间矢量建模获得整流器的开关常数;使整个控制策略能够适合实时控制和自适应场合．利用DSP技术实现了整个控制策略．同时通过计算机仿真和现场实验证明了这个控制策略不仅具有稳定性好,而且具有响应快和整功率因数等优点．     

Constrained intermittent model predictive control

The generalised hold formulation of intermittent control is re-examined and shown to have some useful theoretical and practical properties. It is shown that this provides a foundation for constrained model predictive control in an intermittent context. The method is illustrated using an example and verified with experimental results.     

三相电压型SVPWM整流器研究

详细介绍了SVPWM的原理。采用一种易于数字化实现的SVPWM算法实现三相电压型SVPWM整流器,该整流器采用dq坐标系下的双闭环控制。给出了PI调节器参数,以及主电路电感、电容的计算公式。在Matlab Simulink环境下搭建整流器仿真器模型。仿真结果表明,整流器能实现单位功率因数整流和能量双向流动,验证了SVPWM算法和控制系统设计方法的正确性。     

通讯信息约束下具有全局稳定性的分布式系统预测控制

本文针对一类由状态相互耦合的子系统组成的分布式系统, 提出了一种可以处理输入约束的保证稳定性的非 迭代协调分布式预测控制方法(distributed model predictive control, DMPC). 该方法中, 每个控制器在求解控制率时只与 其它控制器通信一次来满足系统对通信负荷限制; 同时, 通过优化全局性能指标来提高优化性能. 另外, 该方法在优化 问题中加入了一致性约束来限制关联子系统的估计状态与当前时刻更新的状态之间的偏差, 进而保证各子系统优化问 题初始可行时, 后续时刻相继可行. 在此基础上, 通过加入终端约束来保证闭环系统渐进稳定. 该方法能够在使用较少 的通信和计算负荷情况下, 提高系统优化性能. 即使对于强耦合系统同样能够保证优化问题的递推可行性和闭环系统的 渐进稳定性. 仿真结果验证了本文所提出方法的有效性.     

对角CARIMA模型多变量自适应约束广义预测控制

为了简化约束存在时多变量广义预测控制算法的设计与实现,依据对角CARIMA模型的结构特点,将多输入多输出对象的参数辨识和模型预报问题转化为一系列多输入单输出子对象的参数辨识和模型预报问题.推导了输入输出的约束形式及优化求解过程.简化了多变量对象的参数辨识、模型预报、目标函数和约束条件系数矩阵的计算.在由DCS控制的非线性液位装置上的对比实验结果表明了该方法的有效性.     

一种实用的模型自适应MPC策略

在丙烯精馏塔的控制中,由于被控对象的非线性特性,采用线性模型的模型预测控制器难以保持良好的控制性能。本文提出基于系统稳态模型的模型自适应MPC策略,利用稳态模型在不同操作点上被控变量对操纵变量及扰动变量的相对变化率的变化,来刷新RMPCT控制器中各通道的模型增益。在模型输出对输入的相对变化率的计算中,使用主操作区间内的变化率以替代实际操作点的变化率,并采用设定模型变化域和控制模型变化频度的方法,以解决模型变化过大,与模型变换周期和RMPCT控制周期不协调而引起的系统不稳定等问题。实际投运效果表明:采用该控制策略,塔顶、塔底温度控制偏差与传统RMPCT比下降了一个数量级,有利于稳定与提高产品质量。     

面向FPGA便捷部署的智能模型预测控制

现场可编程逻辑门阵列(FPGA)具有可编程、易并行化的独特优势, 是实现一体化感知、决策、控制最具前景的人工智能芯片之一, 但其硬件描述语言(HDL)不易掌握. 本文提出了一种基于神经网络的智能MPC及其FPGA便捷部署方法, 使用高层次综合(HLS)生成HDL代码, 并通过MATLAB-Modelsim联合仿真验证代码功能, 可克服人工编写HDL代码的困难, 提高控制算法的部署效率. 该方法利用了深度神经网络的结构特点和FPGA的并行计算优势, 离线训练神经网络在线仅需硬件化正向传播, 在低资源占用的同时具有严格计算时间保证. 将所提方法分别应用于高速、高维控制系统中, FPGA在环测试验证了其有效性.