三电平Buck变换器的新型解耦控制方案

为解决三电平Buck变换器中飞跨电容电压的平衡控制问题及飞跨电容电压与输出电压的解耦难题，提出一种新型解耦控制方案。建立三电平Buck变换器的仿射非线性数学模型，研究基于微分几何理论的模型线性化解耦条件，推导解耦子系统的反馈控制律，设计状态反馈控制器，并对满足稳定要求的控制参数进行探讨。与现有解耦控制方法相比较，仿真结果表明所提控制方案具有更强的抗干扰性能、更快的响应速度和更好的动态调节特性。实验结果进一步验证了所提新型解耦控制方案的正确性和优越性。     

基于单片机以及PID控制的直流逆变电源的设计

设计了一种高精度逆变电源系统。采用TI公司的MSP430F149为主控制器,在电源系统对输出电压的反馈基础上加入PID控制,对控制输出电压的PWM的占空比进行调节,以达到高精度电压调节的目的。重点介绍电源系统的工作原理和电路设计,以及PID控制在算法上的实现。     

基于Simulink的太阳能高效充电控制器设计

针对太阳能充电转换效率较低的问题,设计了基于Simulink的太阳能充电控制器,以提升充电效率。综合比对现行方案与太阳能充电的客观影响因素,选择Buck-Boost电路作为充电器的转换电路,采集太阳能电池板的电压、电流信号,经由STM32进行分析处理,依据模糊控制算法输出对应的PWM信号,来控制充电电压。经过理论分析及Simulink仿真,表明该控制器可以采用模糊控制算法依据采集信号输出对应的PWM控制信号,使充电电压和电流始终保持在最佳充电曲线附近,不仅保护了蓄电池,同时大大提升了太阳能充电效率。     

基于内模控制的改进型三相PWM整流器

针对三相电压型PWM整流器的双闭环控制系统直流母线电压超调较大、对扰动克服能力不强、鲁棒性差等问题,本文对控制系统进行了改进,在电压外环设计一种基于内模原理的控制器以取代传统PI控制器,并对内模控制器中滤波器部分的参数设计进行分析,最后使用MATLAB/SIMULINK进行仿真研究,并与电压外环采用PI控制器的系统性能进行比较。仿真结果表明,在电压环采用内模控制器,可以有效降低直流母线电压超调,快速抑制扰动,具有良好的鲁棒性,性能优于传统PI调节器。     

一种低纹波的推挽变换器控制算法研究

提出一种基于双闭环控制和重复控制的推挽变换器设计方法.针对车载蓄电池的输出电流纹波精度要求,通过理论分析对推挽变换器进行建模,并优化设计了推挽变换器平均电压外环电流内环的双闭环控制器参数;同时根据车载逆变器的应用环境,采用一种重复控制策略有效抑制电压误差中的交流分量,简化了控制器的设计.通过实际试验数据,验证了所设计的控制器的可行性和优越性.     

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     

基于复合滑模控制的MMC串联微电网电压控制策略

针对孤岛运行模式下MMC串联结构微电网系统存在的输出电压波动问题,提出了一种复合滑模控制方法实现系统输出电压稳定控制。该方法采用电压外环滑模控制、电流内环PI控制的双闭环结构。为了简化系统控制器的设计,使用逆系统方法对非线性、强耦合的原系统进行反馈线性化实现解耦控制。然后,采用载波移相脉宽调制技术产生调制信号来控制发电单元模块工作。最后,通过搭建仿真模型进行验证。仿真结果表明,与传统的双闭环PI控制相比,复合滑模控制下系统具有较快的动态响应速度和较强的抗负载扰动能力。     

新品快报

德州仪器(TI)前不久推出四款新型TPS40K?DC/DC降压控制器。这些低引脚数、低成本器件可用于模块化或板上电源,从而简化了机顶盒、磁盘驱动器、工业控制、服务器以及分布式电源系统的设计。宽输入电压模式控制器TI推出的TPS40200非同步PWM降压控制器具有4.5V～52V的极其宽泛的输入电压范围,而输出电压可调节降至0.7V。TPS40200采用具备电压前馈功能的电压模式控制,从而简化了补偿设计(当输入电压在整个输入范围内变化时需要进行补偿)。该器件采用低引脚8L S0IC封装,可支持当今电源所需的诸如欠压锁定、可编程闭环软启动以及短路保护等控制与保护功能。电源系统设计人员可以通过对35kHz到500kHz范围内的开关频率进行     

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。     

同步发电机励磁控制器设计

针对基于开环迭代学习控制的同步发电机励磁控制器存在稳定性差、易受干扰影响、不能完全跟踪期望轨迹的问题,设计了一种基于开闭环PID迭代学习控制与电力系统稳定器结合的同步发电机励磁控制器;在开环迭代学习控制的基础上,引入闭环反馈控制,将上一次的输入和输出误差及当前的输出误差作为当前的控制输入,从而构成开闭环PID型迭代学习控制;同时,利用电力系统稳定器提供的附加正阻尼信号来改善同步发电机励磁控制系统的电压稳定性和功角稳定性。仿真结果表明,该励磁控制器具有较强的鲁棒性,提高了系统稳定性。     

基于锂离子电池组的微小卫星电源控制器设计

在我国航天用锂离子电池组控制电路研究相对落后的背景下,设计了一种新型的微小卫星电源控制器;该电源控制器包括充电、放电、分流和均衡保护部分,充电、放电、分流部分通过将母线电压的采样值与预设参考值比较产生PWM信号对控制电路进行自动调节,均衡通过采样和处理器计算比较实现;实验结果表明,该控制器工作稳定,确保了锂离子电池组工作安全的同时,很好地满足了各种情况下母线负载的需求。     

基于PSCAD/EMTDC的数控电容在PWM整流器中的应用仿真研究

基于PSCAD/EMTDC软件建立了电压型PWM整流器仿真模型,PWM整流器中直流侧电容的设计取值对双闭环控制结构中的电压环性能有重要影响.采用基于软件仿真验证的方法,在综合考虑直流侧电压跟随性能和纹波要求的情况下,给出了确定电容取值在较小范围的方法.该方法可在线调整电容数值,对实现PWM整流器直流侧电压的即时控制有一...     

基于自适应逆控制的有源滤波器的检测算法

提出一种新的并联型电力有源滤波器的检测方法,通过控制有源滤波器直流电容电压来确定电网电流所需的基波有功分量的幅值,首次将自适应逆控制用于电力有源滤波器.将系统的主电路部分及有源滤波器看作广义有源滤波器,通过自适应逆控制方式控制直流电容电压,使其输出跟随参考输入,最终达到抑制谐波和补偿无功的目的.此检测算法简单有效,稳态和暂态的仿真结果均证实了该算法的可行性.     

LINEAR OPTIMAL FEEDBACK AND LOAD‐DECOUPLED CONTROL OF A BUCK DC‐DC CONVERTER

This paper describes a new controller design procedure and tuning method for a PWM buck dc‐dc converter. First, linear optimal feedback is designed using the LQR approach. Then the designed control law is implemented using a PID controller incorporated with a load‐decoupled PD compensator. The PID controller is tuned to achieve the optimal design based on the output error voltage directly, instead of using an estimator. When the proposed PD compensator is used, the converter is robust with respect to the input voltage and output current changes and the parameter perturbations. We also provide the conditions for the robust stability assurance of the closed‐loop system.     

基于STM32的泵控马达恒速输出系统的设计

为实现泵控马达系统输出恒转速,建立了系统的液压工作原理,通过对泵控马达调速系统的整体控制设计,确定了以STM32单片机为核心的信号控制器.系统的控制器包括硬件部分和软件部分,从而使该信号控制器将PID控制与PWM信号输出相结合,通过调节控制电压调整变量泵的排量,以抑制外接转速波动影响,从而实现1500r/min恒速输出.通过搭建系统实验平台,对系统的调速特性进行实验验证,得到了系统控制电流与转速的关系,以及控制信号突变对系统响应的影响.最后验证了系统在转速扰动下的调速特性,结果表明本系统具有较好的调速能力,达到国家Ⅲ类发电要求.     

Cascade nonlinear control of shunt active power filters with average performance analysis

The problem of controlling single-phase shunt active power filters is addressed in presence of nonlinear loads. The control objective is twofold: (i) compensation of harmonic and reactive currents absorbed by the nonlinear load, this objective is referred to as power factor correction (PFC); (ii) regulation of the inverter output capacitor voltage. A two-loop cascade control strategy is developed that includes an inner-loop designed, using the Lyapunov design approach, to cope with the compensation issue and an outer-loop designed to regulate the capacitor voltage. The controller performances are formally analysed using system averaging theory. The theoretical results are illustrated by simulation.     

Hedge-algebra-based voltage controller for a self-excited induction generator

This paper presents an indirect rotor-flux-oriented (IRFO) control system of the self-excited induction generator (SEIG) in which excitation is achieved by means of a current-controlled voltage source inverter (CC-VSI) and a single electrolytic capacitor. In the proposed control scheme, both the iron losses and the magnetic saturation are taken into account and calculated online. The main objective is to keep the DC voltage across the capacitor constant and equal to the reference value, regardless of changes in the rotor speed and load. The study is mainly focused on the DC voltage control and, more specifically, on selection of the appropriate DC voltage controller. Besides considering widely accepted types of controllers, i.e., the classical PI controller and the fuzzy logic (FL) controller, this paper proposes an alternative solution – a new type of DC voltage controller based on hedge algebra. To our best knowledge, this is the first time that such a controller is considered for application in electrical engineering. The performance of the developed hedge algebra (HA) controller is evaluated through comparison with the optimal-tuned classical PI controller and the Sugeno-type FL controller. The simulation and experimental analysis are carried out in reasonably wide ranges of the DC voltage, load and rotor speed, including the case of a variable rotor speed. It is shown that the proposed HA controller provides superior performance in terms of tracking the reference DC voltage value as well as robustness to speed and load disturbances in the system.     

模糊PID控制策略在动态电压恢复器中的应用研究

针对动态电压恢复器采用前馈控制方法和PID控制方法处理电压跌落问题的不足,提出了一种模糊PID控制策略。该控制策略实现原理:当电网电压检测系统检测到供电端电压发生跌落时,使动态电压恢复器投入到电网中运行;由标准信号产生模块产生与电网电压同步的标准正弦信号,用该信号与实际电网电压进行比较;然后通过模糊PID控制器调节得到需要实际补偿的电压给定信号,并利用控制环节生成逆变器所需要的PWM信号,通过驱动电路去控制逆变器功率开关的通断;逆变器输出电压经滤波后通过串联变压器注入电网,产生补偿电压用于抵消电网电压的波动。仿真结果验证了该控制策略的有效性。