三相电压型PWM整流器的滑模变结构控制

本文针对传统PWM整流器直接功率控制中PWM整流器的非线性特性,PI控制器的滞后性及其比例积分系数对系统参数的敏感性这些缺点,根据三相电压型PwM整流器在d—q两相同步旋转坐标下的数学模型,结合滑模变结构控制对系统参数摄动不敏感与整流器直接功率控制动态响应快的优点,提出了一种基于PWM整流器功率控制数学模型的滑模变结构控制算法。MATLAB／SIMULINK下的仿真结果表明,滑模算法具有更好的动态响应以及抗干扰性。     

分布式电源中并网三相PWM整流器的智能滑模控制

该文首先讨论了三相PWM整流器的功率整流与逆变运行方式以及并网控制方法，详细分析了分布式电源中并网三相PWM整流器的仿射非线性模型，由于系统模型的非线性，一般的线性控制方法误差较大，鲁棒性不强。这里应用智能滑模控制方法设计电压外环控制器，仿真和实验表明该方法是有效的，系统具有高的功率因数，可向电网提供高质量的电能。     

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。     

单周期控制的高功率因数整流器

为了实现高功率因数的整流,对三相电压型PWM（Pulse width Modulate）整流器的拓扑结构和控制方法进行了研究,以其为研究对象,重点在于对三相电压型PWM整流器单周期控制方式的研究。首先建立了三相PWM整流器的数学模型,根据单周期控制特点,设计了控制系统电路框图。然后基于MATLAB/SIMULINK软件平台,建立了基于单周期控制的三相电压型PWM整流器的仿真模型,进行系统验证。最后以DSP为核心设计系统的控制电路和检测电路。编写相应的DSP实现程序,并在DSP开发系统上进行调试。仿真和实验结果都表明单周期控制是一种有效的控制方法,实现了功率因数基本为1的目的。     

三相电源整流器系统故障诊断仿真研究北大核心CSCD

针对三相PWM整流器系统状态不易跟踪估计和故障重构问题,为保证供电系统的安全,提出了采用滑模观测器控制技术的诊断方法。首先,利用整流器开关函数和占空比两种数学模型描述方法,并基于三相电压型PWM整流器拓扑结构和工作原理,建立了PWM整流器的交流数学模型;其次,采用滑模控制技术和等价输出注入方法,通过构造滑模观测器,实现了对系统状态跟踪和估计的目的。之后,在状态估计的基础上,给出了一种故障重构的方法,实现了系统故障重构的目的;最终,通过实例仿真,验证了使用滑模观测器能够快速跟踪整流器系统状态,准确诊断系统故障信号,为保证供电系统安全提供了科学依据。     

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LCL滤波器的电压型PWM整流器的研究

针对电压型PWM整流器开关频率附近的高次谐波污染电网,传统的电压型PWM整流器的控制策略都是基于两相旋转坐标系,存在电流交叉耦合项、计算量大的问题,提出了一种两相静止坐标系下基于LCL滤波器的PWM整流器的控制算法。该算法利用Clark变换系将三相静止坐标系下的电压型PWM整流器系统变换到两相静止坐标系下的电压型PWM整流器系统,避免了两相旋转坐标系下的电流交叉耦合项;采用准谐振调节器控制电压型PWM整流器的电流,实现了电流的跟踪控制。Matlab仿真结果验证了该算法的正确性和可行性。     

单相电压型PWM整流器无源控制算法研究

以单相电压型PWM整流器为研究对象,针对其控制策略和控制性能不佳等问题,提出由无源电流控制器控制的单相电压型PWM整流器无源控制算法.首先,构建虚拟d-q坐标系获得整流器输入电流的d-q轴电流分量;其次,通过无源电流控制器消除或抑制输入电流谐波,实现对d-q轴电流分量的无差跟踪,使得整流器输出恒定的直流电压;最后,引入评价函数,对控制器的开关函数进行最优选取,从而选择最优开关状态.仿真和实验结果表明,该方法较传统的PI控制算法具有更高的准确性和有效性.     

基于功率控制的三相电压型PWM整流器控制器设计

提出基于功率控制的三相电压型PWM(pulse width modulation)整流器控制器设计方法。根据能量守恒原理建立的VSR(voltage source rectifier)数学模型可通过忽略回路电阻及电感充放电所消耗的能量等效成线性定常系统。系统外环采用电容储能控制,内环采用电流控制,同时引入直流负载功率补偿,实现对电容储能变化率的直接控制。电流内环采用前馈解耦PI(proportional-integral)控制,将内环等效成一阶惯性环节。电容储能外环采用PI控制,利用代数分析及根轨迹分析,提出外环PI参数的设计方法。VSR系统整体等效为二阶系统。仿真结果表明：本文所提出的控制器设计方法能使得VSR达到优异的性能。     

不平衡电网电压下MMC-UPQC的无源超螺旋二阶滑模控制策略

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC)在电网电压不平衡时,采用传统控制方法存在补偿效率和精确性较低的问题.针对这一情况,提出一种无源超螺旋二阶滑模控制策略.首先,基于MMC-UPQC的数学模型和无源控制理论,设计不平衡电网电压下基于欧拉-拉格朗日模型的正负序无源控制器;然后,加入超螺旋二阶滑模控制对无源控制器进行改善,抑制常规滑模存在的抖振,并解决无源控制对系统精度要求高的问题,提高系统的响应速度、补偿精度和抗干扰能力,提升系统的整体性能;最后,在Matlab/Simulink平台上进行仿真,并与PI控制和单独的无源控制对比,仿真结果验证了所提无源超螺旋二阶滑模控制策略的有效性和优越性.     

三相电压型PWM整流器的自抗扰控制研究

三相电压型PWM整流器是一个多输入多输出的强非线性结构,并对三相电压型PWM整流器的数学模型和自抗扰控制器进行了原理分析;为了改善整流系统抗扰性及参数摄动等问题,采用一种改进型的非线性自抗扰控制方案,同时给出了离散形式的表达式;然后,重新构造了常规自抗扰控制器中非线性状态误差反馈控制律(NLSEF)和扩张状态观测器(ESO)的非线性函数,以此来克服非线性函数的不平滑性能,从而减小整流系统输出的高频颤振现象;在MATLAB/Simulink环境下进行仿真和搭建了实验样机来验证,改进型自抗扰控制器与常规自抗扰控制器进行对比分析。结果表明了改进型自抗扰控制策略改善了交流侧电压和负载突变敏感的缺点,并降低了交流侧电流总谐波含量,且直流侧电压具有更好的动静态性和鲁棒性。     

不平衡电网中三相脉冲调宽整流器的控制

在常规的三相整流器控制器设计中,一般均假设三相电网电压平衡,然而当实际电网不平衡时,传统双闭环控制策略将使直流侧出现严重的二次谐波功率从而严重影响整流器输出品质.鉴于此,本文在分析PWM整流器数学模型和电网不平衡条件的基础上,电压外环采用模糊PI控制,提高直流侧电压动态响应速度,电流内环采用无需进行正负序分解的正、负序电流独立控制策略,实现了不平衡电网下对三相PWM整流器的双闭环控制.仿真结果表明:所设计的控制方法保证了在不平衡条件下直流侧电压快速地稳定,有效抑制了直流侧二次谐波,提高了整流器的运行性能.     

DC-link voltage control of three-phase PWM rectifier by using artificial bee colony based type-2 fuzzy neural network

The pulse width modulation (PWM) rectifiers are nonlinear systems due to semiconductor switches in their structure. Therefore, these rectifiers draw a distorted current from AC supply. Many different improvements have been proposed to overcome problems caused by PWM rectifiers. In this paper, DC-link voltage of three-phase PWM rectifier is regulated by using a Type-2 Fuzzy Neural Network (T2FNN) controller that parameters are optimized by using Artificial Bee Colony (ABC) optimization method. The parameters in antecedent and consequent parts of T2FNN are optimized by ABC optimization method. The performance of ABC-T2FNN controller is analyzed under different operating conditions through simulation model based on MATLAB. The operating conditions are considered as constant input, set point, a step DC load change, unbalanced AC supply and regenerative mode. The simulation results obtained from the proposed controller are verified by comparing with the results of the classical T2FNN. When the results of PWM rectifiers are investigated, it is seen that PWM rectifier based on the proposed controller has better dynamic response for all operating conditions than conventional T2FNN controller.     

三相电压不平衡情况下电机车整流技术的研究

针对煤矿井下直流电机车变流系统中存在三相电压不平衡而使传统的PWM整流器的交流侧出现负序电流分量的问题,提出了一种在三相电压不平衡情况下抑制PWM整流器交流侧负序电流分量的控制策略;详细介绍了该控制策略的具体实现。仿真及现场实验结果表明,采用该控制策略后,PWM整流器的交流侧电流波形基本接近正弦波形,实现了单位功率因数运行。     

PWM整流器保持高功率因数运行的方法研究

针对煤矿井下电压波动严重时影响稳压电源的单位功率因数等问题,提出采用可变输出直流电压法来控制PWM整流器的直流侧电压,以保证PWM整流器处于高功率因数运行的工作状态;详细分析了直流侧电压的选取及交流侧输入电压大范围波动对交流侧输入电流及功率因数的影响,介绍了可变输出直流电压法的控制原则及软件实现。试验结果表明,在电压波动情况下,可变输出直流电压法不仅可使PWM整流器系统稳定,而且可以保持整流器的高功率因数运行状态。     

不平衡供电下PWM整流器输出电压稳定控制

针对电网供电电压不平衡造成PWM整流器输出功率波动的问题,分析了三相电压型PWM整流器在不平衡供电电压下的瞬时输出功率模型,设计了输出有功、无功功率的二次谐波补偿环节,提出一种三相PWM整流器输出电压稳定控制策略.控制系统运行时不包含正、负序分解过程,能够有效抑制整流器输出有功、无功功率二次谐波,实现直流母线电压的稳定输出.仿真和实验结果证明了控制策略的有效性.     

High‐performance high‐efficiency LED‐backlight driving system for LCD panels

Abstract— A high‐performance high‐efficiency LED‐backlight driving system for liquid‐crystal‐display panels is presented. The proposed LED‐backlight driving system is composed of a high‐efficiency DC‐DC converter capable of operating over a universal AC input voltage (75–265 V) and a high‐performance LED‐backlight sector‐dimming controller. The high efficiency of the system is achieved by using an asymmetrical half‐bridge DC‐DC converter that utilizes a new voltage‐driven synchronous rectifier and an LED‐backlight sector‐dimming controller. This controller regulates current using lossless power semiconductor switches (MOSFETs). The power semiconductor switches of the proposed DC‐DC converter, including the synchronous rectifier switch, operate with zero voltage, achieving high efficiency and low switch voltage stress using the asymmetrical‐PWM and synchronous rectifier techniques. To achieve high performance, the proposed driving system performs the sector dimming and the current regulation using low‐cost microcontrollers and MOSFET switching, resulting in high contrast and brightness. A100‐W laboratory prototype was built and tested. The experimental results verify the feasibility of the proposed system.     

基于滑模控制的独立光伏发电系统控制策略

针对独立运行的光伏发电系统,提出了基于滑模控制的最大功率跟踪(MPPT)策略;针对光伏微源输出功率随机性引起的逆变器输入侧直流母线电压波动,通过储能控制实现电压稳定;针对负载变化引起的系统输出电压波动,设计了系统输出电压电流双闭环控制器。通过MatLab/Simulink对提出控制策略进行了仿真验证。分析结果表明,所提出滑模控制策略可实现光伏电池的MPPT;储能控制策略可有效抑制光伏微源输出功率波动引起的直流母线电压波动;输出电压控制策略能稳定系统电压,确保安全可靠运行。