基于改进滑模控制的MPPT技术

基于光伏阵列的工作特性,采用Cuk电路作为实现电路,滑模控制器对光伏阵列的最大功率点具有很好的跟踪特性。根据Cuk电路的工作原理,当系统达到稳定时,开关器件具有固定的占空比。利用Cuk电路的这种特性,控制器在跟踪状态下采用滑模控制,稳定状态下采用固定占空比控制,从而避免稳定状态滑模控制下控制开关频率不确定的缺点。仿真实验结果表明该控制器同时具有滑模控制很好的跟踪特性,以及固定占空比所固有的稳定特性。     

基于滑模控制的光伏发电MPPT控制

为了快速进行最大功率点跟踪控制,提高太阳电池输出效率,将滑模控制应用在光伏系统最大功率点跟踪控制中,设计了基于光伏MPPT控制的滑模控制器。搭建太阳电池组件模型及Boost变换器和滑模MPPT控制模型,并在MATLAB仿真环境下进行了仿真,结果表明采用滑模MPPT控制可以快速地实现光伏系统的最大功率点跟踪控制,缩短系统调整时间,减小超调量与稳态误差。     

基于超螺旋滑模控制光伏MPPT的实现

针对光伏发电过程中功率输出随机性的问题,提出一种基于超螺旋(Super-Twisting)二阶滑模控制的MPPT实现方法。此方法基于Boost升压电路,通过选取合适的滑模面将离散控制率转移到高阶,使控制量在时间上连续,从而设计了一种无抖颤滑模变换器,以实现光伏输出最大功率跟踪,并消除抖振的影响。为了验证算法的优越性,在Matlab/Simulink中搭建光伏发电系统模型进行仿真实验。结果表明:在光照强度和温度变化的条件下,相比于传统的控制算法,二阶滑模控制算法能快速实现最大功率跟踪,具有很强的鲁棒性。     

基于滑模控制的小型风电并网MPPT控制研究

针对小型单相风力发电并网系统(发电机额定功率1 k W),基于滑模控制的强鲁棒性和快速响应特性,设计了一种滑模MPPT控制算法,并做了优化。该并网系统由MPPT控制算法直接给定并网电流有效值,并捕捉电网电压波形来共同确定系统给定的并网电流参考值,以此来实现并网系统的MPPT控制要求。通过MATLAB/Simulink仿真软件对该系统控制方案进行仿真分析,仿真结果说明所设计的滑模MPPT控制算法能够使得整个并网系统快速有效地跟踪最大功率点以及实现并网时功率因数等于1;优化后的方案能够一定程度削弱系统在稳态运行时的抖振以及并网电流波形畸变的问题。     

基于滑模控制方法的光伏系统MPPT策略

讨论了太阳能光照强度和电池温度不稳定时的光伏发电系统最大功率点跟踪(MPPT)问题.采用基于滑模控制方法对最大功率点进行跟踪与升压DC-DC变换电路相结合的综合策略.仿真结果表明:与传统的扰动观察法相比,该方法具有追踪速度快,稳态精度高等优点,而且在负载变化情况下比传统扰动观察法的追踪精度更高.     

基于滑模控制的直驱式波浪发电系统MPPT控制策略

为提高直驱型波浪发电系统的功率捕获和转换能力,通过分析系统运动方程,建立其数学模型。依据波浪入射频率和幅值,构造系统最优功率输出条件,计算q轴电流参考值,应用滑模变结构控制算法实时跟踪参考电流。针对发电系统中含有的未知干扰,引入鲁棒控制,使发电机状态亦能保持实时跟踪最优参考值。仿真结果表明,不论是否有干扰存在,所提控制方案都能实现最优参考电流跟踪和最大功率捕获跟踪,系统鲁棒性提高。     

基于滑模变结构PI控制的光伏系统MPPT研究

在分析光伏电池的数学模型和输出特性基础上,给出基于改进的Zeta电路的滑模变结构控制策略。为实现光伏系统最大功率点跟踪(MPPT)的优化控制,提出可变阀值切换的滑模变结构+PI复合控制策略,实现了最大功率跟踪的优化控制。通过仿真与实验结果分析,并将给出的控制策略与广泛应用的扰动观测MPPT策略进行比较,验证了本控制策略具有良好的特性。     

光伏发电系统MPPT二阶滑模控制

基于光伏电池数学模型,采用Boost升压电路作为系统前端,其性能对光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)、工作效率提高有重要意义。针对传统MPPT控制方法,在干扰较大的情况下,很难取得满意控制效果的问题,利用二阶滑模控制技术,提出一种无抖振的滑模控制方法,以改善大扰动情况下系统的鲁棒性。将占空比变量的导数视为虚拟控制器,设计非连续的二阶滑模控制器;实际控制器则为非连续控制器的积分,从而避免了控制器的抖振。仿真和实验结果表明光照强度和温度改变的情况下系统响应速度加快,且更加稳定。     

基于二阶终端滑模优化的电流环滑模控制

针对永磁同步电机电流环存在参数摄动、干扰等不确定因素,提出了一种基于二阶终端滑模优化的电流滑模控制。借助常规滑模控制的设计简单、容易实现等优点,计算得到电机电流环的等效控制量。利用二阶终端滑模设计不确定量的控制量,并引入自适应指数趋近律抑制系统参数摄动和干扰等不确定量。所提出的电流环滑模控制系统进行了稳定性分析,理论上可获得自适应零增益切换函数控制,达到有效抑制抖振,具有很好的鲁棒性。对仿真和实验波形的计算结果表明:所提出的控制方法提高了电流稳态精度,获得更好的调速性能,且设计简单。     

垂直轴SRG风力发电系统MPPT动态滑模控制研究

以垂直轴风力机与开关磁阻发电机(SRG)为对象,研究了基于风速跟踪的垂直轴开关磁阻风力发电系统MPPT动态滑模控制(SMC)算法。介绍了SMC原理,设计了系统动态滑模控制器,采用Matlab/simulink建立了系统仿真模型,对风速阶跃变化的不同工况进行理论仿真实验。仿真结果表明,所设计的SRG风力发电滑模控制器具有良好的鲁棒性,能使开关磁阻风力发电系统具有良好的动态性能实现风力机最大功率点跟踪,为实际应用提供理论支持。     

基于MPPT和准滑模控制的单相光伏并网系统设计与研究

在单相光伏并网系统拓扑结构的基础上,建立了系统主电路的动态数学模型。简要分析了系统的最大功率点跟踪(MPPT)算法和准滑模控制逆变工作原理,完成了准滑模并网控制的逆变单元试验。试验结果表明,基于准滑模控制的并网系统模型不仅能够实现功率因数为1的并网控制目标,而且具有动态响应快、稳态跟踪性能优良等特点,验证了系统设计的正确性和可行性。     

基于Buck-Boost拓扑的新量子遗传算法 在MPPT技术中的应用

非线性的光伏电池要求在不同光照和温度等工况条件下实时变更电压、电流等负载特性实现MPPT追踪光伏电池最大功率点。针对一般遗传算法用于MPPT最大功率点追踪过程中出现的早熟、收敛慢等不足,提出一种改进的量子遗传算法与扰动法相结合的算法。在电路拓扑结构上采用Buck-Boost电路替代传统的Buck电路或Boost电路,并在Matlab/Simulink下进行了建模仿真。实验结果表明,该算法具有良好的最优点搜索能力和跟踪能力,且控制精度高,同时有效抑制了最大功率点附近的波动,证明了该控制方法的准确性和有效性。     

基于Buck-Boost拓扑的新量子遗传算法在MPPT技术中的应用

非线性的光伏电池要求在不同光照和温度等工况条件下实时变更电压、电流等负载特性实现MPPT追踪光伏电池最大功率点。针对一般遗传算法用于MPPT最大功率点追踪过程中出现的早熟、收敛慢等不足,提出一种改进的量子遗传算法与扰动法相结合的算法。在电路拓扑结构上采用Buck-Boost电路替代传统的Buck电路或Boost电路,并在Matlab/Simulink下进行了建模仿真。实验结果表明,该算法具有良好的最优点搜索能力和跟踪能力,且控制精度高,同时有效抑制了最大功率点附近的波动,证明了该控制方法的准确性和有效性。     

基于扩张状态观测的永磁直驱风力发电系统MPPT自适应滑模控制

为了提高永磁直驱风力发电系统的发电工作性能,针对风速波动范围宽和不确定强的最大功率跟踪（MPPT）控制特点,应用滑模控制理论和扩张状态观测器方法,设计了一种基于最佳叶尖速比（TSR）控制策略的最大功率跟踪自适应积分滑模控制器。控制器采用基于最佳转速跟踪偏差的积分型滑模面函数结构,确保转速跟踪控制稳态无静差。利用扩张状态观测器对风力机实时机械转矩进行估计,以获得转矩扰动上界的估计值。同时引入非线性幂次组合函数和转速跟踪偏差负反馈环节,构造基于状态偏差的滑模变速趋近律,使得切换增益具有随最佳转速跟踪偏差实现自适应调整的特性,并可有效抑制滑模控制输出的抖振。通过与智能PID控制器相比较的仿真实验,验证了该控制器实现最大功率跟踪控制的良好效果,具有较强的鲁棒性和适应性。     

基于扩张状态观测的永磁直驱风力发电系统 MPPT自适应滑模控制

为了提高永磁直驱风力发电系统的发电工作性能,针对风速波动范围宽和不确定强的最大功率跟踪(MPPT)控制特点,应用滑模控制理论和扩张状态观测器方法,设计了一种基于最佳叶尖速比(TSR)控制策略的最大功率跟踪自适应积分滑模控制器。控制器采用基于最佳转速跟踪偏差的积分型滑模面函数结构,确保转速跟踪控制稳态无静差。利用扩张状态观测器对风力机实时机械转矩进行估计,以获得转矩扰动上界的估计值。同时引入非线性幂次组合函数和转速跟踪偏差负反馈环节,构造基于状态偏差的滑模变速趋近律,使得切换增益具有随最佳转速跟踪偏差实现自适应调整的特性,并可有效抑制滑模控制输出的抖振。通过与智能PID控制器相比较的仿真实验,验证了该控制器实现最大功率跟踪控制的良好效果,具有较强的鲁棒性和适应性。     

采用滑模变结构控制MPPT的三相光伏并网发电系统

光伏并网发电系统的传统外环控制通过最大功率点跟踪(MPPT)算法给出直流母排参考电压,利用PI调节器调节输出并网有功参考电流.鉴于滑模变结构控制的快速响应和强鲁棒性,提出了一种基于滑模变结构控制的直接电流MPPT算法.在建立系统稳态模型的基础上,由MPPT控制算法直接给定并网有功参考电流.电流内环为LCL滤波三相电压型...     

基于光伏MPPT算法的自适应三阶滑模控制策略研究

为提高光伏发电系统的功率转换效率,本文提出一种基于自适应变步长电导增量(AINC)最大功率跟踪(MPPT)控制算法的自适应滑模控制(ASMC)策略。并在Matlab/simulink环境下对本文提出的控制策略进行仿真验证,结论表明此策略相比于常规控制策略的优越性,并且即使在环境条件变化的情况下,该控制策略也能较好地保证光伏发电MPPT系统的鲁棒性和稳定性。     

基于滑模神经网络直接瞬时转矩控制的优化

针对开关磁阻电机在滞环控制策略中存在的较大转矩脉动问题,在传统直接瞬时转矩控制的基础上引入了反向传播(BP)神经网络控制策略,以转矩误差的平方为性能指标函数对直接瞬时转矩控制进行优化调整,抑制了电机在运行时的转矩脉动。进一步,在整体双闭环控制策略基础上,引入滑模控制对转速环节进行改进,提高了系统的响应速度和鲁棒性。最后,利用Matlab/Simulink对传统直接瞬时转矩控制和改进直接瞬时转矩控制进行仿真测试,验证了所提策略的有效性和可行性。     

基于改进拓扑的混合HS算法MPPT仿真研究

在局部遮荫下的多峰值P-U曲线寻优中,最大功率点跟踪(MPPT)容易陷入局部最优,跟踪速度和精度都无法兼顾,跟踪振荡大,造成光伏能量损失。提出了一种基于交错Boost和声搜索-扰动观察法混合算法(HS-P&O)的光伏MPPT控制方法,在和声搜索算法(HS)全局搜索过程中引入音调随机收敛因子ω,在局部搜索中与P&O算法进行协同控制;利用交错Boost的导通特性减小在发电过程中的纹波,减小输出振荡,加入开关电感提高电压增益,使算法能够更快到达最大功率点附近进行搜索。在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模型,实验对比表明,所提控制方法响应速度快,光照突变前后均能迅速跟踪到全局最大功率点,在收敛速度和跟踪精度上都有所提高,稳定性良好。     

基于改进鲸鱼优化算法的光伏发电系统MPPT控制研究

在局部阴影条件下,常规的最大功率点跟踪MPPT(maximum power point tracking)算法因含有容易陷入局部极值、跟踪精度低等弊端,使其无法及时、精确地跟踪光伏发电系统的最大功率点,因此,提出了一种基于改进型鲸鱼优化算法的光伏发电系统MPPT控制策略。首先,采用混沌映射初始化种群,增加种群的多样性。其次,通过引入非线性收敛因子使局部寻优能力和全局搜索能力达到均衡。最后,通过引入非线性时变的自适应权重使系统及时跳出局部最优解,并提高搜索的精度。经仿真验证,与粒子群优化算法、狮群优化算法、传统的鲸鱼优化算法等相比,改进的鲸鱼算法在跟踪速度、精度、稳定性等方面均有更显著的效果。