反向递推法在三相四桥臂逆变器控制中的应用

为了提高三相四桥臂逆变器非线性系统的控制性能,提出将反向递推非线性控制方法应用于此系统.针对三相四桥臂逆变器这个离散的、多模态的非线性系统,采用开关函数和开关周期平均算子建立其数学模型.应用反向递推方法逐步选择虚拟控制量和构造Lyapunov函数,使每个电感电流和电容电压状态分量具有渐近特性,实现逆变器对给定信号的输出跟踪控制,保证整个系统的全局渐近稳定性.仿真结果表明,系统具有良好的静态和动态性能.     

一种新的分布式供电三相逆变器的控制研究

针对不平衡和非线性负载采用了一种三相四桥臂拓扑结构,并提出了一种内模原理和空间矢量相结合的控制策略。建立了三相四桥臂逆变器在空间矢量静止坐标系下的数学模型,通过分析四桥臂逆变器的控制规律,将逆变器进行解耦控制。该方法与其他控制方法相比应用方便、参数整定灵活;仿真和试验验证了该控制方案的正确性与可行性。     

三相四桥臂逆变器第四桥臂解耦研究

三相四桥臂电压型逆变器接中性线电感能削弱第四桥臂开关动作所产生谐波对三相输出的影响,但中性线电感的引入使系统完全耦合,控制变得复杂。为克服上述不足,提出了一种三相四桥臂电压型逆变器解耦电路拓扑,分析了该拓扑的工作原理,并建立了其数学模型。对无中性线电感、有中性线电感和解耦三相四桥臂逆变器进行实验研究,通过对比验证了该拓扑解耦的合理性。     

三相电压型四桥臂逆变器的线性化控制模型

为建立三相电压型四桥臂逆变器的线性化控制模型,将微分几何理论应用到该系统中。利用开关函数和开关周期平均算子建立系统动态数学模型,合理选取状态变量、输入变量和输出变量,得到其仿射非线性系统模型。根据非线性微分几何理论,验证了该模型满足线性化的条件,通过非线性坐标变换将原来的非线性系统转化为既能控制又能观测的线性系统,并推导出原非线性系统的控制规律模型。通过实验验证了其有效性。     

三相电压型PWM逆变器的建模研究

根据三相电压型PWM逆变器的工作原理,引入开关周期平均算子将离散的系统变换为连续的系统,应用坐标旋转变换将三相交流电量变换成直流量,使用小信号扰动法将非线性的系统变换为线性的系统.建立了三相电压型PWM逆变器系统的小信号动态数学模型,以SPWM调制法为例,建立了从调制器输入到逆变器输出的动态数学模型,仿真和实验结果验证...     

基于人工神经网络的逆变器开路故障诊断

三相四桥臂逆变器具有优良的带不平衡负载能力,因此对于应用在航空电源、不间断电源(UPS)等领域具有重要意义.同时,由于第4桥臂的引入,使得四桥臂逆变器表现出的故障特征进一步复杂,从而增加了逆变器开关管开路故障诊断的难度.在此对三相四桥臂逆变器不同桥臂开关管出现开路故障时的变换器工作机理和工作过程进行了深入分析,构建了基...     

基于Matlab／Simulink的三相逆变器控制策略的仿真研究

本文对三相四桥臂逆变器系统的主电路拓扑结构及控制策略等问题进行了理论分析和计算机仿真实验研究。分析了三相逆变器的中点电压同逆变桥开关状态相对应这一特性,提出了一种基于SVM的控制四桥臂三相逆变器控制方案,该控制方案易于实现带不平衡负载、非线性负载。仿真结果证明该控制方案是可行的。     

三相四桥臂逆变器控制技术研究

三相四桥臂逆变器可以解决不平衡负载引起输出电压不平衡的问题.采用开环控制或传统同步旋转坐标系PI控制时,三相四桥臂逆变器输出电压仍存在不平衡现象.为了揭示其原因,首先建立了三相四桥臂逆变器数学模型,在此基础上分析了三相四桥臂逆变器输出电压不平衡的根本原因,并提出相应的解决方案.该方案有效地抑制了不平衡负载电流扰动对输出电压的影响,保证了三相四桥臂逆变器在不平衡负载情况下输出三相对称正弦电压.最后在Matlab/Simulink环境下对空载、平衡负载、不平衡负载三种情况下系统开环和闭环控制进行了仿真研究,仿真结果验证了该解决方案的正确性.     

一种三相SPWM逆变器的建模和控制方法

针对三相SPWM逆变器这个离散的、非线性的动态系统,引入开关周期平均算子将离散的系统变换为连续的系统,应用小信号扰动法将非线性的系统变换为线性的系统,建立了系统的小信号动态数学模型,推导出从调制器输入到逆变器输出的传递函数.由于此系统属于多输入多输出的程序控制系统,且系统模型中含有二阶振荡环节,提出应用滞后-超前补偿对系统校正较为合理.并以TMS320F2812为控制器构建了闭环自动控制系统,验证了数学模型和控制策略的合理性,解决了这类本质非线性系统的线性控制问题.     

四桥臂三相逆变器的特定谐波消除控制

提出了四桥臂三相逆变器的特定谐波消除控制(selected harmonic elimination ，SHE)方案。传统的SHE思想利用傅里叶分析建立消除低次谐波的方程，在单相逆变器和三桥臂三相逆变器中得到较广的应用，该文将SHE思想扩展应用于四桥臂三相逆变器中。4个桥臂开关管的控制脉冲产生思路为：①逆变器的3个桥臂采用SHE技术消除6k±1次谐波(其中k为1、2、3 …)；②通过第四桥臂产生和其余3个桥臂产生的3k次谐波相抵消的低次谐波。此方法消除了四桥臂逆变桥产生的所有低次谐波，输出电压总谐波含量(hTHD)小，开关频率低，适用于中大功率中高频输出的应用场合。采用本控制方法的四桥臂三相逆变器还具有不平衡负载下相电压不平衡度小、输入直流电压利用率高等优点。仿真研究和实验结果验证了理论分析结论。该文的拓展型SHE控制思想还可以扩展应用于M桥臂M-1相输出的场合。     

三相电压型PWM整流器的建模研究

针对三相电压型PWM整流器这个离散的、耦合的、非线性的动态系统,引入开关周期平均算子将离散的系统变换为连续的系统,应用小信号扰动法将非线性的系统化解为线性的系统,进而分析系统的小信号动态数学模型。以TMS320F2812为控制器组建了三相电压型PWM整流器双闭环自动控制系统。实验结果表明了该系统具有良好的静态、动态性能,验证了数学模型的合理性。     

基于正规形理论的多馈入交直流输电系统非线性模式分析

传统的特征根分析法不能揭示电力系统的非线性相关作用.正规形理论将非线性系统通过坐标变换,使得原系统与一个线性系统二阶或更高阶等价.将该方法应用到电力系统稳定分析中,既保留了小信号法的优点,又考虑了不同振荡模式间的非线性作用,适用于系统大扰动后的低频振荡特性分析.在对一双馈入交直流并联系统建立动态方程的基础上,运用正规形理论,分析了多馈入交直流系统低频振荡模式的非线性相关作用.结果显示,系统中各种模式是相互影响的,不同运行方式下影响程度也不相同,当系统重载且直流带调制方式下时,区间振荡模式与直流调制模式间的非线性作用最强.时域仿真验证了这一结果.     

A computer method for formal linearization of nonlinear systems by the discrete fourier expansion and its applications

This paper proposes a numerical computer method for formal linearization of nonlinear systems by using the discrete Fourier expansion. A nonlinear system is described by a system of nonlinear ordinary differential equations. A linearizing function is given by a sequence of trigonometric functions. The nonlinear terms of the differential equations are expanded into finite sums of trigonometric functions by the method of the discrete Fourier expansion. As a result, a formal linear system is derived from the given nonlinear system. A computer algorithm of the linearization is acquired and numerical computation is easily carried out with the aid of computers. Further, as the application of the linearization, both a nonlinear observer and a nonlinear filter are synthesized in this paper. Examples show that the accuracy of the method is improved as the order of the trigonometric functions increases.     

UPS逆变器电压控制的Delta调制策略研究

当电流控制的delta调制控制策略应用于UPS逆变器控制时，存在负载变动引起逆变器输出电压幅值不稳定、负载为非线性时逆变器输出电压波形畸变严重等问题。为克服这些不利，该文提出一种电压控制的Delta调制的逆变器闭环控制策略：首先建立了系统控制结构并详细叙述了系统运行原理，然后根据控制结构建立了系统的解析模型，导出了影响系统性能的主要参数。基于离散傅立叶变换和MATLAB仿真，得出并分析了系统主要参数变动影响逆变器性能的各种特性曲线，以指导系统的工程设计。实验结果证明，电压控制的Delta调制逆变器控制策略具有抗扰动能力强、输出电压波形畸变小、实现简单等优点，适合应用于UPS逆变器。     

离散分数余弦变换在碰摩声发射信号降噪中的应用

声发射信号经常淹没在各种复杂的非平稳噪声中,使得对有用的声发射的识别非常困难,因此,在声发射识别时进行信号增强成为诸多研究者的关注热点。离散余弦变换是声信号增强的有效方法。基于态函数,给出了分数余弦变换的新定义,提出三周期离散分数余弦变换方法,介绍了基于三周期离散分数余弦变换的声发射信号增强算法和改进算法的推导过程。实验数据为在转子实验台上采集的碰摩声发射信号,通过在该信号上叠加高斯白噪声和非平稳噪声来获得模拟的严重噪声污染的声发射信号,然后用增强算法及改进算法对该信号进行降噪处理和声发射信号识别。实验结果表明：两种算法对多种非平稳噪声环境下的碰摩声发射信号均能取得较好的降噪效果,且优于离散余弦变换,是声发射信号识别的有效途径。     

基于状态反馈精确线性化单相全桥逆变器的最优控制

基于状态反馈精确线性化和二次型最优控制方法,提出了一种新型单相逆变器非线性控制策略.建立了单相全桥逆变器的仿射非线性模型.采用状态反馈精确线性化方法,推导出非线性状态反馈表达式,实现非线性系统的线性化.基于无源性控制思想,提出一种二次型性能指标,利用二次型最优控制对状态反馈系数进行优化设计.该文所提控制系统结构简单,成本低,易于数字实现.数值仿真和实验结果验证了所提方法的正确性.基于所提控制方法的系统输出无稳态误差,输出电压谐波畸变率小,并对负载扰动具有较强的鲁棒性.     

基于微分几何理论和自抗扰控制技术的励磁控制器设计

针对仿射非线性系统,通过微分几何坐标变换将系统非线性因素转换到含有控制输入的状态方程中.由于微分几何方法坐标变换本身是精确无误的,所以转换后的系统中,线性部分是精确的;系统参数的不确定、模型的不精确最终反映到转换后的非线性部分.利用自抗扰技术中的扩张状态观测器观测该部分的非线性摄动,通过反馈将其线性化并消除扰动.推导了单机无穷大系统的非线性励磁控制规律,在PSASP上进行仿真试验.理论论证和仿真试验证明该方案提高了非线性励磁控制的鲁棒性.     

非仿射纯反馈不确定系统预设性能鲁棒自适应控制

针对一类结构和参数及控制方向均未知的非仿射纯反馈非线性不确定系统,提出了一种保预设性能鲁棒自适应控制方案。首先引入性能函数和误差转换函数,通过误差转换将原始的输出误差存在性能约束的受限系统转换为等价的非受限系统;其次,基于中值定理将非仿射型系统转化为具有线性结构形式的时变系统,并同时利用自适应投影算法对有界时变参数进行辨识,参数辨识误差和外界干扰采用非线性阻技术项进行补偿;随后综合运用反演技术和Nussbaum函数设计控制器并进行稳定性分析。所设计的控制器不仅能够保证闭环系统所有信号有界且输出误差满足预设的瞬态及稳态性能要求;最后,仿真结果验证了所设计控制方案的可行性与有效性。     

改进型三电平Buck直流变换器的建模研究

针对改进型三电平Buck直流变换器这种高阶、离散、非线性、时变的系统,分析了其工作模态和工作原理。利用状态空间平均法,结合欧拉公式,建立了其数学模型,并按照其数学模型组建了闭环控制系统。实验结果表明,其数学模型具有一定的合理性。