一种并网逆变器电压电流双闭环改进控制策略

孤岛模式下的微电网缺少了大电网支撑,使得分布式电源并网逆变器的输出电压易受负载投切影响,进而导致分布式电源输出电能质量下降。为解决该问题,首先将并网逆变器等效成戴维南模型,并通过分析得出在低频段逆变器输出阻抗可代替总等效阻抗的结论,从而提出一种并网逆变器电压电流双闭环改进控制策略。该改进策略通过将负载电流前馈至电流内环的参考输入前达到减小输出阻抗的目的,最终减轻了负载投切对输出电压的影响。此外,该策略在电流前馈前增加了一节低通滤波器,可有效减小不平衡负载对输出电压的影响。仿真结果验证了改进策略的有效性。     

基于矢量控制的交流永磁电动机伺服系统研究

永磁同步电动机伺服系统具有较高的性能指标,被广泛应用于智能机器人、风力发电等运动伺服系统中.重点研究了永磁同步电动机的电流环设计,通过建立永磁同步电动机的数学模型,分析电磁转矩与电流的关系,对逆变器采用一种基于反馈解耦的间接电流控制,对id、iq解耦,引入PI控制器,通过控制逆变器的输出电压来调节逆变器的输出电流.为提高直流电压利用率,逆变器采用SVPWM调制方法.最后,在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,通过观测永磁同步电动机在负载启动、负载增大时的转矩、转速等波形可知,本文提出的电流环设计,可以使得伺服系统具有较好的抗扰动性能和跟随性能,同时,在负载发生变化时,具有较快的响应速度.     

三相电流型整流器的线性自抗扰控制

针对传统电流型整流器采用双闭环比例积分控制器(PI)控制存在输出超调较大,系统抗干扰能力差,响应时间过长的问题,采用线性自抗扰控制策略,利用线性扩张状态观测器(LESO)对电流型整流器的扰动进行观测和补偿。通过对电流型整流器的数学模型以及线性自抗扰控制器(LADRC)结构原理进行分析,设计了电流型脉冲宽度调制(PWM)整流器的LADRC电流外环控制器及电流内环d轴和q轴控制器,通过仿真平台将PI控制和LADRC控制的控制效果进行了比较和验证。仿真结果表明：线性自抗扰控制相较于PI控制抗干扰能力更强,响应时间更短且没有超调。     

基于电压前馈解耦的地铁永磁同步电机矢量控制研究

针对传统矢量控制系统中电流环使用PI调节器忽略交直轴电流耦合的问题,采用以d-q轴反馈电流和反馈速度为输入的电压前馈解耦单元,并将经过d-q轴电流调节器的输出作为补偿电压,与电压前馈解耦单元构成复合控制系统。在MATLAB/SIMULINK仿真软件下,搭建永磁同步电机矢量控制系统和电压前馈解耦模型,仿真分析在地铁牵引、惰行、制动3种工况下有负载扰动时的运行情况。仿真结果表明:与传统PI控制器相比,基于电压前馈解耦的PI控制器能使系统具有更好的动态性能。     

基于线性自抗扰的DC/DC升压变换器的控制策略研究

为了改善DC/DC升压变换器的动态性能和抗干扰能力,提出了一种基于线性自抗扰控制(LADRC)的双环DC/DC变换器控制策略.首先,基于状态空间平均法推导出DC/DC升压变换器电压外环和电流内环的传递函数;其次,通过设计线性扩展状态观测器(LESO)和线性状态误差反馈控制律(LSEF)来实时估计和补偿外部的干扰和内部的不确定性;最后,利用仿真实验验证了该控制器的可行性.实验结果显示,该控制器比传统双环PI控制器具有更佳的鲁棒性和自适应性,因此该控制器可用于稳定变压器的直流母线输出电压.     

永磁同步电梯门机改进型自抗扰控制策略

针对永磁同步门机转动惯量大范围变化导致控制器参数设计困难这一问题,提出改进型线性自抗扰控制(LADRC)策略.设计转速自抗扰控制器,对转动惯量和负载变化引起的扰动进行实时观测和补偿,达到改善转速控制性能并避免控制器参数标定过程的目的;设计并联型LESO,能够在线性扩张状态观测器(LESO)带宽取值受限的条件下提高扰动观测性能并保留线性自抗扰控制器参数设计简单的优点.仿真和工程验证均表明：所提出的改进型自抗扰门机控制系统在简化控制器参数标定过程的同时获得更优良的控制性能,且对不同型号门机系统具有广泛适用性,采用该控制器可降低应用成本,提高行业竞争力.     

风电机组网侧逆变器实时电流跟踪法谐波抑制

为解决异步风力发电机网侧逆变器接入带有非线性负载的电网时存在谐波干扰的问题,采用一种改进的并网逆变器实时电流跟踪谐波抑制方法,建立了风力发电机网侧并网逆变器电压矢量、电流跟踪和扰动的数学模型以及控制系统的谐波电流实时跟踪仿真模型.利用Matlab/Simulink对带非线性负载的并网逆变器控制系统进行电流跟踪谐波抑制仿真,并研究逆变器离网独立运行时对负载的供能过程.仿真结果表明,该实时电流跟踪谐波抑制方法具有良好的跟踪性能和抗扰性能,与传统谐波抑制方法相比具有较强的鲁棒性,为深入研究整个系统的并网逆变以及搭建实验平台提供了依据.     

基于卡尔曼滤波的PMSM 驱动器死区补偿

针对矢量控制永磁同步电机驱动器, 提出了一种基于卡尔曼滤波的在线死区补偿方法.通过 分析功率器件的通态压降及死区对逆变器输出相电压的影响, 给出了死区补偿时间和死区补偿电 压的表达式.采用卡尔曼滤波器在线估计两相旋转坐标系中q 轴扰动电压, 进而计算出死区补偿时 间和三相死区补偿电压, 最后将各相死区补偿电压与参考电压相加对逆变器死区进行补偿.仿真结 果表明:该方法能够较好地消除零电流钳位现象, 有效地降低输出电流的脉动.     

一种单相并网逆变器的控制策略的研究

单相并网逆变器的控制部分是逆变器设计的重点,传统的PI控制算法下的并网电流与电压存在相位差,在电流较小时相位差比较严重,导致逆变器输出功率因数较低等问题。对单相并网逆变器进行了仿真,提出了基于电压电流双环控制的控制方法,并对其进行仿真验证.实验结果表明,电压电流双环控制的控制方法在一定程度上控制输出电压波形,有效的改善并网电流波形,控制精度较好,可以提高逆变器的输出电能质量,同时可保证逆变器输出电流与电网电压同频同相。     

串联谐振高频链用于小功率稳压电源的关键技术

针对传统Delta逆变器式交流稳压电源所含工频变压器体积重量大、噪声高,以及市电受污染、用户端小功率用电设备受市电质量影响大等问题,利用串联谐振电流型高频链逆变电源在高质量输出电压、全程软开关等方面的优势与Delta逆变技术在改善市电、提高用户负载端电能质量上的优越性,提出将串联谐振高频链结合Delta逆变技术用于小功率稳压电源;然后根据该稳压电源的工作原理与控制方法,给出了其对市电电压波动和所含谐波补偿的公式推导;最后在Matlab/Simulink环境下搭建仿真实验平台.仿真结果表明,该稳压电源不仅减小了设备体积和重量,提高了系统效率,还可对市电电压波动和所含谐波进行补偿,实现了在小功率场合下用户负载端电能的高质量输出.     

Sliding mode control of solid state transformer using a three-level hysteresis function

The solid state transformer(SST) can be viewed as an energy router in energy internet. This work presents sliding mode control(SMC) to improve dynamic state and steady state performance of a three-stage(rectifier stage, isolated stage and inverter stage) SST for energy internet. SMC with three-level hysteresis sliding functions is presented to control the input current of rectifier stage and output voltage of inverter stage to improve the robustness under external disturbance and parametric uncertainties and reduce the switching frequency. A modified feedback linearization technique using isolated stage simplified model is presented to achieve satisfactory regulation of output voltage of the isolated stage. The system is tested for steady state operation, reactive power control, dynamic load change and voltage sag simulations, respectively. The switching model of SST is implemented in Matlab/ Simulink to verify the SST control algorithms.     

空间矢量PWM逆变器死区效应分析与补偿方法

针对电压源型空间矢量脉宽调制逆变器的死区效应，提出了一种根据电流矢量判断电流极性的死区补偿方法．分析了因死区时间、功率器件导通关断时间引起的误差电压矢量，在不同的电压矢量扇区内根据电流极性的不同，通过矢量合成的方法得出了误差电压矢量的幅值，给出了该矢量和三相电流极性的对应关系，并在静止参考轴系内完成了补偿算法.结果表明，死区效应引起了逆变器输出电压波形畸变，引起了电机电流波形畸变和转矩脉动.该补偿方法能有效改善电机导流波形，提高了逆变器的输出性能．     

三电平逆变器驱动的IPMSM模型预测电流控制系统研究

三电平逆变器拓扑结构简单、所用器件较少且每个功率管所承受的电压应力小,适用于高电压、大容量的场合.相比于传统两电平逆变器,三电平逆变器输出电平的数量从2变成3,输出的电压电流谐波含量低,波形正弦度更好.本文提出内置式永磁同步电机模型预测电流控制算法,以提高控制系统电流动态响应速度,并针对该算法在控制系统中产生的时间延迟,引入二阶延迟补偿策略.对以上内容建立系统仿真模型,仿真结果表明:三电平逆变器相比两电平逆变器输出电流波形谐波含量更小、电机的动态及稳态性能更好.     

H桥级联STATCOM自适应死区补偿方法

为消除死区效应对H桥级联静止同步补偿器(STATCOM)输出电压及电流的影响,提出一种新的死区补偿方法.根据离散扰动观测器的工作原理,设计相应的观测器,对由于死区效应引起的STATCOM输出电压与参考电压的差值进行实时在线观测,并将观测到的差值作为补偿量,引入到无差拍控制系统中,实现对死区的自适应补偿.仿真与实验结果表明,该方法可以有效地提高死区补偿效果,消除零点电流箝位现象,降低STATCOM输出电流的谐波含量.     

Resonance Suppression Strategy for Humanoid Robot Arm

To address the problem of resonance in the control of a robot arm, a resonance suppression strategy is proposed for a single-joint humanoid robot arm based on the proportional-resonant(PR) controller. First, an arm joint model of the humanoid robot is established. Then the influence of resonance frequency on the performance of the control system with the robot arm is analyzed. The voltage fluctuation of the drive motor caused by the changes in arm motion is recognized as the disturbance of the current loop. The PR controller has the characteristic of disturbance rejection at a specific frequency. The output fluctuation of the driving system caused by the change of arm motion state at the resonance frequency is suppressed. Therefore the output current of the inverter will not be affected by the vibration of the arm at the resonance frequency. Finally, the control system is verified by MATLAB/Simulink simulation. The simulation results demonstrate that the control strategy for the humanoid robot arm based on the PR controller can suppress the resonance of the arm effectively, improving the dynamic performance and system stability.     

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.     

基于有限时间干扰观测器的鲁棒积分跟踪控制

针对电液位置伺服系统同时存在的参数不确定和不确定非线性（统称为干扰）,导致传统非线性控制精度不高、跟踪性能不好等问题,提出基于有限时间干扰观测器（FTDO）的鲁棒积分跟踪控制策略. 通过将误差符号鲁棒积分（RISE）控制策略与FTDO融合,实现对未观测干扰的抑制. 考虑到实际系统中噪声对跟踪精度的影响,该控制策略结合期望补偿手段,提高跟踪精度. 通过Lyapunov稳定性理论,证明了闭环系统的全局渐进稳定性. 对比实验结果显示,利用该方法能够有效提高电液位置伺服系统在干扰作用下的跟踪性能,在相同的测试工况下,与速度前馈PI控制器相比,跟踪精度提高了25%左右.