考虑直流侧CLC滤波的三相PWM整流器输出阻抗特性研究

PWM整流器能够实现AC/DC变换,既能为直流负载提供稳定的直流电压,又能控制交流侧电压电流同相位,实现单位功率因数;然而,一旦直流负载呈现负阻抗特性,系统可能出现震荡风险,影响系统稳定性.因此需要对其稳定性进行分析.CLC滤波电路对抑制三相PWM整流器直流侧纹波有一定作用,文中通过小信号建模方法推导出了考虑CLC滤波的PWM整流器直流侧输出阻抗,并通过扫频法验证了阻抗模型的准确性,并且分析了滤波参数、交流侧电感、电压外环比例系数和电压外环积分系数对阻抗的影响,当增大电压外环比例参数时,可以降低阻抗中频段幅值进而提高级联系统稳定性.     

TSC 最佳投入策略的理论分析

晶闸管投切电容器（ TSC）投入后的暂态电流包含基波稳态分量和衰减的谐波分量。通过对谐波电流峰值求极小值点,得到使TSC电流的谐波分量最小的投入策略,从理论上验证相关文献关于TSC触发时刻选择的论述,分析谐波电流峰值与电容器初始电压之间的关系,得出将电容器充电到峰值并在晶闸管电压过零点触发可使谐波电流充分小的结论。     

串联晶闸管阀组触发电路设计

本文对串联晶闸管阀组的触发电路进行了介绍,设计了一套用于高压TSC串联晶闸管阀组的电磁触发电路.该触发电路采用电压源驱动、脉冲变压器串联使用触发串联晶闸管阀组,利用高压电缆实现脉冲变压器高低压侧绝缘.该电路具有结构简单、晶闸管门极触发电流前沿陡峭等特点.在10kV TSC动态无功补偿装置中的实际应用验证了该触发单元的可行性.     

三相电压型整流器空间矢量脉宽调制研究

在整流器控制中,实际电流能否跟踪参考电流将影响整个系统的控制性能.通过分析整流器交流侧相量关系和电压空间矢量SVPWM基本原理,给出了基于SVPWM的电流控制方法,并运用MATLAB软件中的SIMULIK进行了仿真.结果表明,该控制方法具有良好的性能.     

交直流混合电网并网PWM整流器控制策略

PWM整流器以其单位功率因数运行、网侧电流谐波少等优点被广泛运用于交直流混合电网中.针对PWM整流器强耦合,非线性的特点,提出了一种基于交流电网电流前馈解耦的双闭环控制策略,并对电压外环控制器与电流内环控制器进行详细的分析和设计.理论分析表明:该方法能够很好地进行dq坐标轴电流分量解耦;仿真验证了该方法在交直流混合电网并网时,根据直流电网状态实现并网整流/逆变运行:并网逆变时,PWM整流器单位功率因数运行;并网整流时,直流侧电压稳定输出,基本无超调,负载波动时,动态响应迅速.     

电网不平衡下模块化多电平整流器控制策略

为解决目前电网不平衡下模块化多电平整流器存在负序电流以及电压二次谐波影响系统稳定性的问题,在传统单一正序电流内环控制方法存在有功功率扰动大、整流器直流侧电压存在二次谐波问题的基础上,提出了一种基于信号延时法和双电流内环控制结合的控制策略。该策略以电流指令算法为基础,对电流的正、负序分量进行分离并计算,采用PI调节器,实现对正、负序电流的无静差控制,也可以有效降低有功功率p(ωt)的扰动,有效抑制整流器直流侧电压的二次谐波。仿真实验结果表明,该控制策略具有较好的抑制效果。     

级联H桥整流器控制策略

针对级联H桥整流器本身的非线性和非最小相位系统特性,通过分析单相两级联H桥整流器的拓扑结构和工作原理,对级联多电平整流器直流侧电压的平衡和动态性能方面的问题进行了研究.采用滑模控制理论设计电压电流控制器,通过选取合适的切换面使系统状态轨迹在设定的滑模面上运动,并结合二维调制的电压平衡调制策略,从而提高系统在负载突变等情况下的输出电压响应速度和动态性能指标.搭建了基于Matlab/Simulink的仿真模型和基于RT-lab的半实物实时仿真实验平台,仿真和实验验证了该控制算法的可行性和有效性.     

基于DSP的全数字化预测电流控制系统

提出了一种永磁同步电机的全数字化预测电流控制方案.为了选择合适的电压空间矢量,实现电流跟踪控制,以固定频率采样定子电流,按电机模型计算出下一采样时刻逆变器的最优控制电压矢量,从而控制下一时刻实际定子电流去追踪下一时刻参考电流.作者对电流跟踪性能作了深入地分析和仿真研究,并进行了初步实验.研究结果表明,该系统具有良好的静态、动态性能,非常适用于全数字化高精度交流伺服系统.     

交流励磁用三相PWM整流器的研究

为了改善脉宽调制型整流器(PWM整流器)的动、静态性能,基于三相PWM整流器的矢量控制原理,建立了整流器输入电流控制所需的d-q模型,提出了d、q轴电流的状态解耦和电网电压前馈补偿的综合控制策略,从而对电网波动和负载扰动具有较强的抗干扰能力.样机实验表明,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,能够实现能量的双向流动,是满足交流励磁需要的理想整流电源.     

动车组牵引传动系统瞬态电流控制策略对电网冲击的影响研究

本文针对动车组牵引传动系统对电网冲击的影响,分析了牵引传动系统的结构,基于SPWM和瞬态电流控制的单相三电平脉冲整流器结构和控制策略,建立了CRH2牵引传动系统仿真模型,研究了牵引工况和再生制动工况. CRH2牵引传动系统对电网冲击的影响主要有:220 kV网侧电压电流波形和谐波,27.5 kV网侧电压电流波形和谐波,1.5 kV网侧电压电流波形,220 kV网侧功率因数,以及牵引传动系统脉冲整流器不同PI参数. 结果表明,CRH2运行在再生制动工况时,220 kV网侧功率因数接近-1,网侧电流谐波较大,且牵引传动系统脉冲整流器不同PI参数对电网冲击的影响较大. 因此确定合适的脉冲整流器PI参数有助于减小系统对电网冲击的影响,实现电网高频噪声污染治理和动车组安全运行设计.     

神经网络-滑模控制在STATCOM系统中的应用

研究了基于STATCOM无功补偿的交流系统电压波动和闪变调节与控制问题,建立了STATCOM在d-q坐标系的数学模型,提出了基于直接电流控制策略的神经网络-滑模控制方法:采用电压外环滑模控制和电流内环神经网络-滑模控制的双环控制策略,克服了传统PI控制不能自适应调整控制参数的缺点,实现了系统的自适应控制。数值仿真结果验证了本方法的有效性,在电压波动和闪变恶劣条件下STATCOM能够快速响应、控制品质好,交流系统能够稳定工作,控制性能比PID控制好。     

基于ZPETC和混合灵敏度复合控制的交流伺服系统

针对永磁同步电机(PMSM)交流伺服系统，提出了基于零相位误差跟踪控制(ZPETC)和混合灵敏度的复合控制方法，以解决交流伺服系统的快速跟随性能和抗干扰性能的矛盾.首先根据混合灵敏度控制方法设计了保障系统鲁棒稳定性和抗干扰性能的控制器，然后将包括混合灵敏度控制器在内的闭环系统整体看成被控对象，将其离散化后，进行ZPETC的设计.ZPETC保障了系统的跟随性能.仿真结果表明，所提出的复合控制方法在保证伺服系统的快速精确跟踪性的同时，对系统参数变化和负载扰动也具有很强的鲁棒性.     

多缸电液调平系统相邻交叉耦合同步控制

针对某导管架平台电液调平系统多缸运动同步控制问题,引入最小相关轴数控制思想,基于相邻交叉耦合控制和滑模变结构控制理论,设计了多缸运动同步控制器,该同步控制器由1个单通道跟踪误差控制器和2个相邻同步误差控制器构成.对单通道子系统中由于长管路存在导致的时延问题,提出了一种具有滑模预估结构的误差跟踪控制器,并以四缸运动同步控制系统为例进行了仿真研究,结果表明该同步控制方法具有较好的控制效果和较强的鲁棒性,证明了方法的有效性.     

基于PR控制器的APF电流跟踪控制策略研究

分析了基于同步谐波旋转坐标系下的电流跟踪控制策略,研究基于PR控制器的静止坐标系下的电流控制方法。理想的PR控制器在谐振频率下增益为无穷大,可以实现谐振频率相同的正弦信号无静差控制。因此,在PI控制的基础上通过分析并联谐振控制器,实现对特定次谐波进行重点补偿。     

基于前馈控制的交流伺服系统精确定位的研究

介绍了交流伺服电动机数学模型,叙述了伺服控制系统的设计原理和具体方法,在位置环、速度环和电流环的3环PI伺服控制系统的基础上,引进位置前馈控制来提高定位控制的性能,研究了前馈PI的控制方法.通过仿真进行了与普通伺服控制系统的对比,未加前馈控制跟踪误差较大,在位置环加前馈控制恒速段跟踪误差较小,但在加减速度段,误差成单调变化,在速度环上再加上前馈控制,位置跟踪误差会更接近于零.结果表明,引进前馈控制的PI交流伺服系统可以实现高精度位置控制,验证了前馈控制在指令信号跟踪性和抗干扰性方面的良好效果.     

基于前馈和PI控制的光伏离网逆变器的研究

针对一般PI控制存在测量干扰的问题,设计了带有前馈补偿器和电流反馈PI补偿器控制的微型光伏离网逆变器. 利用状态空间平均法建立理想反激转换器的小信号数学模型,给出了输入与输出之间的传递函数;设计了带有前馈补偿器和PI控制器的微型光伏离网逆变器控制算法. 为了验证提出的算法,通过微控制器实时对光伏电池板电压、交流输出电流、交流输出电压进行采样和计算,生成SPWM波形并驱动开关管来实现DC-DC升压变换和DC-AC变换,得到较为稳定的正弦输出. 对实验得出的结果进行分析,充分验证了控制算法的有效性和可行性.     

基于模型预测的迭代学习控制器设计

针对具有非重复性干扰项的重复操作过程,提出了基于模型预测的迭代学习控制算法。其中,迭代学习控制器以前馈形式作用于重复过程.算法在时间轴方向基于跟踪误差暂态模型,采用模型预测控制的反馈校正,来抑制当前随机干扰,提高系统的跟踪性能.在重复次序方向利用P型迭代学习控制克服重复干扰.仿真结果表明了该方法的有效性.     

离线式开关电源控制器芯片的设计与实现

为了提高离线式开关电源的性能,提出一种的高效率、低功耗的离线式开关电源控制器芯片的设计方法.该控制器是基于脉宽调制(PWM)模式和脉冲间隙调制(PSM)模式方式设计.控制器环路控制方式采用峰值电流控制.在反馈电压小于4.75V时采用PWM工作模式,在反馈电压大于4.75V时采用脉冲间歇调制模式控制.另外,电路还具有短路保护、过压保护、欠压保护、内部电流斜率补偿、电流采样死区控制的功能.为了降低系统的电磁干扰(EMI),芯片在一定的频率范围(1kHz)内随机改变脉冲频率,以拓宽频谱.芯片采用TSMC0.6μm高压40VBCD工艺模型实现.仿真结果表明,该电路可实现两个工作模式及相互之间的平稳过渡,适用于大范围交流输入(85～264V)的锂电池充电器或电源适配器.     

一种有稳定输出的单端反激式LED开关电源的设计

基于PWM恒流模式的驱动芯片L6561,设计了一种有稳定输出的单端反激式开关电源.所设计的电路包含单端反激式拓扑结构和基于峰值电流的PWM拓扑结构,输入电压范围为85~265 VAC,能输出15 V稳定电压和最大2 A输出电流.这种新型的小功率的单端反激转换器不仅适用于手机、办公设备、离线式电池充电器等,还可以用作LED照明.通过测试可知,该单端反激转换器能驱动5颗LED,电路输出纹波率为1.33%,电源转换效率高达85.71%,同时此电路可以确保输出稳定.     

基于线性矩阵不等式的智能车轨迹跟踪控制

针对传统的基于精确数学模型的智能车轨迹跟踪控制器跟踪精度低,鲁棒性弱,很难适应复杂多变的驾驶环境等问题,结合线性矩阵不等式(LMI)鲁棒控制具有易于求解、抗干扰能力强等优点,提出基于LMI的智能车轨迹跟踪控制方法. 将车辆侧向动力学状态空间模型进行坐标变换,得到基于跟踪误差的车辆侧向动力学状态空间模型,采用饱和线性轮胎得到车辆侧向动力学多胞型模型;设计LMI反馈控制器,在控制器中引入前馈控制量,以消除侧向位置稳态误差. Carsim和Matlab/Simulink的联合仿真表明,该控制器在保证车辆稳定性的基础上具有较高的跟踪精度,对车速和路面附着系数具有较强的鲁棒性. 与模型预测控制器(MPC)和预瞄驾驶员模型(PDM)控制器进行对比,结果表明,设计的该控制器轨迹跟踪精度更优.