三电平整流器动态加权最优开关矢量MPC设计

为优化有限集模型预测控制器(MPC)的性能,设计了一种动态加权最优开关矢量模型预测控制(OSVMPC).新型MPC中引入了具有明确定义的动态权重系数实时分析调整技术,从而优化了 MPC中成本函数计算过程.动态权重系数实时分析调整技术是一种控制器动态行为,可自适应电力电子变换器的不同工况,因而可确保变换器兼具优良的稳态性能和动态响应.以中点箝位型(NPC)三电平整流器为应用对象,对其应用动态加权OSVMPC后,较之常规MPC方案,所提出的新型MPC方案控制性能更优.最后,实验结果验证了所设计的动态加权OSVMPC的性能优势.     

新型实时光电混合图像识别系统设计

提出并设计了一种基于"FPGA DSP ARM"多处理器的光电混合图像识别系统,该系统采用TMS320C6416与FPGA完成目标图像的采集、预处理以及畸变不变处理,光学处理模块实现联合图像的傅立叶变换,得到联合功率频谱,S3C2440完成对该频谱的采集、振幅调制滤波、傅立叶逆变换及图像识别.大量的实验表明:这种小型化智能系统每秒能处理25帧图像,具有较强的实用价值.     

基于移相PWM控制数字化臭氧电源的设计

研究并设计了一种新型的基于移相全桥PWM控制的数字化臭氧电源。采用频率跟踪技术跟踪负载电流的变化,使电源工作在准谐振状态,采用LPC2129的PWM控制器实现了移相PWM功率调节。实验结果表明,系统运行更稳定,更可靠。此外,还实现了电源控制的数字化。     

基于双CPU的实时光电图像识别系统

提出并设计一种新型的基于双CPU技术的光电图像识别系统,该系统主要由目标图像采集与处理模块、光电相关联合变换模块以及自动识别模块组成。采用TMS320C6416与FPGA完成目标图像的采集与处理,采用ARM9处理器S3C2440完成对相关功率谱的采集与目标图像识别。与传统光电图像识别系统相比,该系统实时性和精度更高,并可实现智能化和网络化。     

基于ARM的新型移相PWM控制方法及应用

提出一种基于ARM的新型移相全桥PWM控制方法.该方法采用ARM微处理器LPC2129的内定时器实现负载频率跟踪,内PWM控制器实现移相PWM输出,使逆变系统工作在准谐振状态,并完成功率调节.该控制方法在大功率介质阻挡放电臭氧电源中得到了实际应用.运行结果表明:臭氧电源的频率跟踪速度快、稳定可靠,该控制方法具有较强的实用性.     

三相逆变器的双模式及其平滑切换控制方法

针对微电网逆变器在并网切换时电流冲击大、在离网切换时直流侧电压波动等问题,提出了一种三相逆变器的双模式及其平滑切换控制方法。该方法包括稳态控制和切换控制两部分,其中,切换控制由软启动虚拟阻抗和单环电流反馈控制构成。同时,为防止逆变器在并网切换和稳态控制中,因相位误差造成的能量倒灌现象,提出了相位超前控制方法,并引入到下垂控制器中,给出了其频率调节实现方式。切换控制抑制了逆变器输出电流、入网电流的瞬间冲击,实现并网平滑切换。逆变器离网切换时,仅引入单环电流反馈控制加快入网电流泄放,避免由电流瞬时不平衡引起的逆变器直流侧电压波动。仿真和实验结果验证了三相逆变器的双模式及其平滑切换方法的可行性和有效性。     

多逆变器并网耦合谐振机理及有源阻尼优化方法

对采用LCL型滤波器的并网逆变系统串、并联谐振的分析往往缺乏全局观,使得对逆变系统耦合谐振现象的机理揭示不够清晰及准确,进而难以实现有源阻尼参数的优化选取。为解决这一问题,建立具有一般性特点的多逆变系统并网数学模型。该模型对两类典型并网逆变系统控制结构具备普遍适用性。利用该模型定性及定量分析了逆变系统耦合谐振现象的机理和规律。并着重分析了本征谐振点随并网逆变器数量变化在频域内的分布特点及规律。同时,结合图示法可以方便、直观地寻求有源阻尼参数对耦合谐振衰减的最优取值范围。最后,通过仿真和实验验证耦合谐振机理分析结论的正确性及有源阻尼优化方法的可行性。     

降低谐振频率偏差和电网阻抗影响的单逆变器电流反馈谐振抑制方法

对于LCL型并网发电系统,引入高通滤波器的单并网电流反馈有源阻尼方法因难以在谐振频率偏移较小的工况下抑制谐振尖峰,不利于系统可靠运行。为此,该文将单电流反馈点变换成逆变器侧电流,提出一种无额外传感器的单逆变器电流反馈谐振抑制(inverter current feedback resonance suppression,ICFRS)方法,降低了控制所导致的谐振频率偏差对谐振抑制的影响。另一方面,考虑到数字控制下控制延时和电网阻抗的影响,推导出该方法所等效的虚拟阻性的正负分界频率范围为[f_s/6,f_s/3)是系统鲁棒性差的根本原因,提出鲁棒ICFRS方法。该情况下,无论弱电网下电网阻抗如何变化,所等效的虚拟电阻均呈正阻性,进而提高了系统的稳定性。同时,详细分析系统的控制性能,选取合适的控制参数,避免了参数的反复试凑。最后,通过仿真和实验结果验证所提控制方法的有效性。     

兆瓦级宽频带阻抗测量装置设计及其控制方法

为了测量新能源发电基地内大型光伏、风力等新能源发电装备的频域阻抗特性,提出了一种兆瓦级宽频带阻抗测量装置设计及其控制方法,该测量装置可接入35kV待测新能源并网发电系统,测量频宽为10Hz~1kHz。首先分析了阻抗测量的基本原理并推导了待测系统在dq坐标系下的阻抗矩阵计算公式;然后介绍了所提阻抗测量装置的总体设计方案,并重点分析了电压扰动注入单元各部分的设计,包括功率子模块设计、LC输出滤波器设计和耦合变压器设计;电压扰动注入单元采用多功率子模块级联的结构,各功率子模块由三相不可控制整流、高频隔离DC/DC变换器和单相H桥模块先后串联构成;根据兆瓦级宽频带阻抗测量装置高压大容量和宽频带输出的要求,针对电压扰动注入单元提出了一种级联H桥模块调制比固定,通过实时调整高频隔离DC/DC变换器的输出电压来控制扰动注入单元输出电压幅值的控制方法,该方法输出电压畸变率低且控制简单可靠。最后,Psim仿真验证了所提阻抗测量装置设计和控制方法的有效性。     

模块化多电平功率放大器的损耗分析与散热设计

开关功率放大器在民用和军事中,如电动振动试验台和电声发射系统等重要领域都有着广泛的应用。首先研究了一种模块化多电平结构的大功率开关功率放大器,介绍了其工作原理,并着重分析了模块化多电平开关功率放大器的热损耗,讨论了其损耗与负载功率大小以及功率因数的关系。然后根据理论分析结果,对模块化多电平开关功率放大器的散热系统进行了设计,并通过热仿真软件PLECS和有限元分析软件ANSYS对所设计的热系统进行了仿真验证。最后研制了30 kW的模块化多电平功率放大器样机,对理论分析和仿真分析结果进行了实验验证。