基于重复控制400Hz逆变电源数字控制系统研究

针对400Hz逆变电源输出电压波形的畸变问题,采用了重复控制技术解决方案.并根据该控制自身存在的问题,引入了电压有效值外环和电容电流瞬时值内环控制.系统利用重复控制抑制非线性负载下的电压畸变,电流瞬时值反馈控制提高系统的动态响应性能,构成了新型多环控制系统.该控制系统的有效性已在三相6kVA逆变电源实验样机上得剑证实.实验结果表明,该方案可保证系统有较快的动态响应、较高的稳态精度和较小的输出电压谐波畸变率.     

基于改进型电流控制策略的单相并网逆变装置研究

单相并网逆变装置的性能主要取决于其控制技术,传统的并网电流瞬时值单环PI控制虽然能够获得快速的动态性能,但不能保证输出电流幅值的精度且系统会受电网电压影响。针对以上问题,本文提出了并网电流平均值外环和瞬时值内环的双环控制策略,提高了系统的精度,并在内环加入电网电压前馈环节,消除了电网电压的干扰。通过仿真实验和样机对比实验证明了所提方案的有效性。     

基于状态空间模型的双Buck逆变器复合控制

双Buck逆变器由于无桥臂直通、可靠性好等优点而被广泛应用,然而当负载突变时输出波形质量较差。在建立逆变器控制系统状态空间模型的基础上,引入了电流内环PI控制、电压外环重复控制的复合控制策略。其中,电流内环PI控制,可实现系统快速动态响应,解决负载突增输出电压跌落问题;电压外环重复控制提高系统稳态精度。相比传统PI双闭环控制,该复合控制策略下的系统可实现无静态误差,可有效提高控制精度及输出波形质量,增强抗负载突变扰动能力。仿真与实验结果验证了该方法的有效性及可行性。     

基于双闭环控制的单相逆变器研究

针对逆变器带非线性负载时畸变电流在逆变器出阻抗上产生谐波压降导致输出电压波形畸变的问题,建立了单相逆变器的数学模型,确定了固定开关频率的电压外环电感电流内环的瞬时值双闭环控制策略,采用单极性倍频调制方式,搭建了以STM32为控制核心的单相逆变器实验样机并进行了相关实验.实验结果表明,在双闭环控制策略控制下逆变器输出电压波形可得到及时补偿,输出电压波形正弦度高,电压谐波含量小.     

基于dq坐标变换的单相逆变器控制技术研究

针对单相逆变器给定信号和反馈信号均为正弦量,采用PI调节器不能实现无差跟随且对于周期干扰信号不能实现无差抗扰动,从而导致输出稳态精度受到影响的问题。采用单相坐标变换将交流信号变换到旋转坐标系下的直流量,确定了电压外环电感电流内环的瞬时值双闭环控制策略;搭建了以STM32为控制核心的单相逆变器实验样机并进行了相关实验,结果表明,在双闭环控制策略下逆变器输出电压波形可得到及时补偿,输出电压波形正弦度高,电压谐波含量小。     

小型风力发电并网逆变系统的研究

为了充分利用风能、提高小型风力发电系统对低风速风能的利用率,并考虑变换电路的电压利用率,采用带Boost变换器的两级式电压型并网逆变器,前级部分进行MPPT调节实现风能的最大功率跟踪;控制部分采用电压外环和电流内环分别进行PI控制,实现前后两个功率级控制上解耦和并网逆变器的双向功率流动.经过实验结果分析,输出电流能够较好地跟踪电网电压,输出电流波形平滑,输出波形符合要求,证明了该方法的可行性.该控制策略应用于小型风力发电系统可以极大提高风能利用率,提高对低风速风能的利用效率,对推广小型风力发电系统,充分利用可再生清洁能源具有重要的现实意义.     

电容电流瞬时值反馈控制逆变器的数字控制技术研究

采用电容电流反馈的双闭环瞬时值控制的逆变器具有输出波形正弦性好、动态响应快、输出外特性硬和稳态精度高等特点。该文基于状态观测器，对电容电流反馈瞬时值控制电路的数字实现方法进行研究，提出了基于电容电流反馈的解耦控制方法；设计了电流内环数字控制器，提出了一种电容电流采样时序，采用该采样时序可以真实反映电容电流开关周期内的电容电流平均值；提出了基于PWM逆变桥离散化模型的电容电流观测方法，可对电容电流做出准确观测，补偿数字控制器的采样延时和计算延时；提出了瞬时值电压控制外环的滤波方法，以提高输出电压的稳态精度。仿真和实验结果表明，该方案可以达到模拟电路实现双环控制的效果。     

复合控制技术在独立光伏并联发电系统中的应用研究

独立光伏发电系统采用环链结构,实现单相光伏逆变器并联供电,以提升系统容量。考虑特定负载对输出电压波形的质量要求较高,采用重复控制器作为电压外环调节器,逆变侧电感电流反馈作为内环调节器。内环电流指令限幅前后的差值作为环链传输信号,实现自动主从控制,提高系统供电的可靠性。重复控制受限于动态性能,将其与PI 控制器并联作为电压环,实现复合控制。引入T型滤波器,增强逆变输出高频衰减的能力和各逆变器之间的环流抑制能力。仿真验证了采用复合控制技术的独立光伏并联发电系统具有稳暂态性能好、可靠性高的优点。     

逆变电源PI双环数字控制技术研究

本文分析了正弦波逆变电源实际应用情况和数字控制的特点,提出了一种带输出电流前馈的PI双环(输出电压外环滤波电感电流内环)数字化控制方案,利用极点配置的方法设计控制系统参数,并根据实际系统模型设计了输出电压和电感电流的状态观测器,最后给出了各种实验条件下的实验波形.实验结果表明,该方案设计简单、实用,能很好地达到逆变电源输出的各项性能指标要求.     

单相电压源逆变器离散积分滑模控制仿真研究

本文将电感电流和输出电压瞬时值双环控制策略用于单相全桥逆变器设计中。电压环采用了离散积分滑模控制用来提高系统的动态响应和减小负载扰动的影响。参考电感电流根据输出电压的跟踪误差经过滑模控制器调节得到。电流环采用PI控制器对电感电流进行调节。文章在建模的基础上对系统进行了仿真分析,仿真结果证明系统有良好的动静态性能,该控制方法是可行的。     

三相四线制有源滤波器直流侧电压控制研究

针对三相四线制有源滤波器直流侧电压PI控制存在超调比较大、动态响应速度慢等缺点,设计了一种采用模糊控制与PI控制相结合的模糊PI复合控制器。该控制器将输入变量进行模糊化,通过模糊推理控制模糊输出变量,以此实现在线修改参数的目的。分析了直流侧电压PI控制的基本原理,利用模糊控制器的双输出对PI控制器的参数进行整定,给出了二维模糊PI控制器的设计过程。MATLAB仿真结果表明,该方法超调小、动态响应速度快,能满足负载突变工况的要求,验证了所设计的模糊PI控制器的有效性和优越性。     

并联型有源电力滤波器的起动策略研究

传统控制方式下并联型有源电力滤波器(SAPF)起动时会引起直流侧电压超调和交流侧补偿电流冲击。本文设计了软起动控制器。有源电力滤波器首先采用直流侧预充电的电路拓扑结构,减小了SAPF起动时的直流侧电压偏差,缓解了冲击电压和电流;然后针对传统变PI参数控制器在动态和稳态特性上的缺点,提出了模糊PI切换器。该控制器利用模糊控制的非线性优点,消除了电压超调,降低了电流冲击。再利用PI控制器响应速度快的优点,保证稳态补偿精度。为了进一步减小冲击,设计了参考电流线性递增控制方法。通过参考电流的线性控制,实现了软起动控制目的。仿真结果证明了所提出的软起动控制策略的有效性。     

电源电流控制的并联有源电力滤波器研究

介绍了并联有源电力滤波器(APF)的一种新的控制方式,即电源电流控制方式,该控制方式与传统控制方式是完全等效的.采用带有自调整因子的模糊控制规则设计了逆变器直流侧电压的模糊控制器,并将模糊控制与PI控制相结合,设计了复合控制器,使其兼具模糊控制鲁棒性强和Pl控制稳态精度高等优点.实验结果表明,新的控制系统完全能够补偿谐波和无功电流,并且具有电压超调量小、电流冲击小等优点.     

基于电流预测控制的有源电力滤波器仿真研究

建立了并联有源滤波器的数学模型,引入电流预测控制方法,间接控制功率电路输出电流。提出了运用SISOTool辅助设计直流侧电容电压PI控制器,给出了设计的最终参数。通过Matlab的SimuLink仿真,证明预测控制的有效性及直流侧电压控制参数设定的合理性。     

并联型有源电力滤波器的延时补偿控制

为了补偿控制延时对并联型有源电力滤波器常规PI控制的影响,提出了一种新型比例控制与重复控制相结合的延迟补偿控制方案。建立有源电力滤波器的离散解耦模型,指出延时使PI控制性能恶化,在此基础上引入重复控制补偿跟踪误差,保留PI控制中的比例环节使控制系统保持一定的快速性,通过详细分析确定复合控制系统的各种参数,使有源电力滤波器精确补偿非线性负载产生的谐波电流。应用Matlab进行仿真,结果表明,该方法使有源电力滤波器具有良好的稳态和暂态性能,验证了所提方法的正确性和有效性。     

小功率太阳能电源逆变装置的设计

以TMS320LF2407型DSP为核心,采用两级结构设计了小功率太阳能电源逆变装置。前级为升压斩波器,用于实现最大功率跟踪(MPPT);后级为全桥式逆变器,用于实现对并网电流的控制。针对传统PI控制的不足,采用了PI控制和重复控制相结合的控制策略,以实现并网电流与电网电压可靠同步。实验证明,所设计的逆变装置具有良好的稳定性和可靠的控制策略,可广泛用于家庭、单位或社区里的光伏电源系统。     

双馈风力发电机有功功率和无功功率的滑模解耦控制

发电机有功功率、无功功率的解耦控制是变速恒频双馈风力发电系统的关键技术。分析了双馈异步发电机的动态数学模型,基于定子磁场定向的矢量控制方案,结合滑模控制与比例积分控制,得到一种有效的双馈风力发电机功率解耦控制策略。应用李雅普诺夫稳定性理论研究系统稳定性,建立了MATLAB/Simulink环境下系统的仿真模型。仿真结果表明,该控制方法能够很好地实现双馈发电机有功功率、无功功率的解耦控制,验证了该控制策略及变速恒频双馈风力发电机系统建模的正确性和有效性。     

并联有源电力滤波器直流侧电容电压控制

分析了50kVA并联有源电力滤波器(Shunt Active Power Filter,简称SAPF)基于同步坐标变换的直流侧电压控制模型,并基于控制模型设计出直流侧电压环的PI调节器.为了避免启动时直流侧电压的过冲,采用分3个不同阶段的启动方法完成了直流侧电压的软启动.采用设计的PI调节器来控制SAPF投入运行后的直流侧电压.控制仿真和实验结果均证明了理论分析的正确性和可行性.     

低压并联型有源电力滤波器无差拍控制方法及应用研究

以某大型冶炼厂谐波治理为应用需求,针对并联型有源电力滤波器,进行了建模分析,并根据PI传递函数的波特图分析了PI参数取值对闭环稳定性的影响。相对于传统PI控制,提出了电流内环的复合校正无差拍控制方法,并从系统响应速度、控制精度等方面进行了仿真对比分析,给出了无差拍控制法调制脉宽的求取。最后,搭建试验平台进行验证。试验结果表明,无差拍复合控制可大幅度提高系统的稳定性和可靠性,谐波治理效果明显,具有一定的理论和实践价值。     

有源电力滤波器选择性谐波电流控制策略

良好的控制策略是实现并联型有源电力滤波器（active power filter,APF））b偿功能的关键。由于并联型APF常规电流PI控制方法的闭环增益受系统稳定性条件约束,并联型APF对负载主要谐波分量补偿不充分。针对该问题,提出一种用于APF的新型选择性谐波电流控制策略。该控制策略在常规电流PI控制策略的基础上,对负载电流主要谐波（该文主要指5次、7次谐波）单独提取与控制,而对其余次谐波采用一个常规电流PI控制器控制。该设计方法,增大了系统对主要谐波分量的跟踪增益,提高了APF对谐波的补偿率,实现了控制系统更好的频率响应。将该方法应用于实验室制作的一台30kVA并联型APF实验装置,可将电流总谐波畸变率（total harmonic distortion,THD）fl：l23．21％补偿为3．75％。仿真与实验结果证明了以上结论。