基于GPI观测器的Buck型变换器趋近律控制

针对Buck型变换器中存在的匹配和非匹配扰动,提出一种基于广义比例积分观测器(GPIO)和增强型变速趋近律的控制方法;首先,设计广义比例积分观测器来估计匹配和非匹配扰动,并将估计值引入控制器中进行前馈补偿;同时,构造了基于双曲正切型函数的变速趋近律,可以缩短系统状态的到达时间,并减小在滑动阶段的抖振现象,并与广义比例积分观测器结合,使系统具有良好的抗干扰性能和跟踪性能;最后,证明了观测器的收敛性和闭环控制系统的稳定性,并通过仿真验证该方法可以有效地抑制扰动带来的影响,提高整个系统的抗干扰性能。     

Boost变换器负调电压建模分析

摘要 以电容电压作为输出反馈的Boost变换器是一个非最小相位系统,非最小相位反应引起的负调严重的影响系统的暂态性能及稳态性能。研究引起负调与变换器参数之间的关系对Boost变换器优化设计是一个关键问题。本文根据Boost变换器小信号数学模型推导给出非最小相位系统的负调电压表达式,指出衡量负调电压的两个指标：负调电压大小和负调电压峰值时间。根据负调电压表达式分析了输入电压、储能电感、占空比、占空比变化量、负载、滤波电容等参数对负调电压的影响。研究结果表明：输入电压和占空比变化量仅影响负调电压大小;储能电感、占空比、负载、滤波电容不仅影响负调的大小,同时影响负调的峰值时间。研究所得结论为Boost变换器的参数优化设计以及减小负调电压提高系统暂态性能及稳态性能提供了理论依据。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

开关磁阻电动机新型功率变换器的仿真研究

功率变换器是开关磁阻电动机驱动系统的重要组成部分,其性能的好坏将直接影响电动机的工作效率和可靠性。介绍了一种新型无源升压功率变换器,对其结构原理及工作特性进行了分析,并在MATLAB／simulink环境下对四相8／6极开关磁阻电动机进行了仿真研究,仿真结果表明,新型功率变换器可以显著地增大启动转矩,同时缩短电流的续流时间,降低制动转矩,提高了系统的效率和动态性能。     

Buck变换器的自适应分数阶PI~λD~μ控制研究

为提高Buck变换器的控制性能,从变换器的数学模型出发,分析了分数阶PIλDμ控制器中比例参数kp和积分参数ki的可设计范围,并提出一种Buck变换器的自适应分数阶PIλDμ控制器设计方法.该方法在整数阶PID控制器基础上,按照控制性能目标函数最小准则对分数阶次参数λ和μ进行优化搜索,同时kp和ki参数按自适应律调整变化.仿真结果表明:相比传统的整数阶PID控制和分数阶PIλDμ控制,该自适应分数阶PIλDμ控制方法能使Buck变换器具有更优的电压输出性能和鲁棒性.     

多工作模式Σ-Δ型ADC的设计

针对现有Σ-Δ型ADC芯片精度固定、无法测量内部波形,分析了Σ-Δ型A/D转换电路的工作原理,选择合适的参数,提出了一个多工作模式的Σ-Δ型ADC电路设计方案.该方案采用中小规模集成电路实现一阶Σ-Δ调制器、FPGA实现数字滤波器、单片机开发板实现波形和数据显示,用户可通过跳线设置其工作模式,并且可以用示波器观测关键点的波形.测试结果表明,该电路性能稳定,达到了设计要求.     

模块化多电平变换器功率模块的电流与损耗

为了便于对电压源变换器功率器件进行系统设计以及对其参数、冷却装置进行有效选择,需要对电流与损耗进行有效估算.通过介绍新型模块化多电平变换器（MMC）的工作模态,对其电流分布进行了详细分析,给出一种基于电流分布和元件特征曲线线性拟合的简单MMC损耗计算方法,并在此基础上分析了开关频率、功率因数等对MMC损耗的影响.仿真计算结果表明,该方法能简单有效地对不同工况下各个元件的损耗进行计算,其计算结果对功率器件及其散热装置的选择有一定的指导作用.     

Selective harmonic elimination method for wide range of modulation indexes in multilevel inverters using ICA

Selective harmonic elimination（SHE） in multilevel inverters is an intricate optimization problem that involves a set of nonlinear transcendental equations which have multiple local minima. A new advanced objective function with proper weighting is proposed and also its efficiency is compared with the objective function which is more similar to the proposed one. To enhance the ability of the SHE in eliminating high number of selected harmonics, at each level of the output voltage, one slot is created. The SHE problem is solved by imperialist competitive algorithm（ICA）. The conventional SHE methods cannot eliminate the selected harmonics and satisfy the fundamental component in some ranges of modulation indexes. So, to surmount the SHE defect, a DC-DC converter is applied. Theoretical results are substantiated by simulations and experimental results for a 9-level multilevel inverter. The obtained results illustrate that the proposed method successfully minimizes a large number of identified harmonics which consequences very low total harmonic distortion of output voltage.     

基于双变量的交交变频器实时变频策略的研究

在双变量控制原理的基础上,对传统余弦交截法进行线性化近似改造,以直线方程代替三角方程,不仅可以改善输出波形的对称度,减少输出电压的谐波,而且能够在线计算晶闸管触发时刻,同时能够实时连续改变参考电压的幅值和频率,达到实时连续变频的控制效果.最后,利用Matlab/Simulink建立交流调速系统仿真模型,并在基于STM32F103ZE的实验平台上进行实验,得到较为理想的输出电压电流波形.仿真和实验结果证明,该方法可以实现交交变频器实时变频的控制效果.     

A钢厂低氮钢冶炼技术探讨

通过对转炉工序钢水增氮与排氮的热力学和动力学分析,结合大量生产实践,探讨了转炉复吹制度、原材料加入与搭配、吹炼过程控制、出钢控制、脱氧合金化制度以及炉口微差压等方面对钢液增氮的影响,并提出了相应的改进措施。