PWM控制的开关电源

分析了采用整流-逆变-整流主电路结构的典型PWM控制的开关电源,并利用MATLAB建立了一个基于PID控制的开关电源模型.利用该模型对电力机车110 V高频大容量开关电源进行了仿真,给出了仿真结果.     

基于FPGA的全数字化移相PWM控制器设计

移相脉宽调制在大功率开关电源控制中有着广泛的应用.本文介绍了一种新型的基于FPGA的全数字化移相脉宽调制控制器,并使用VHDL语言和有限状态机法设计了控制器中DPWM、ADC等多个模块.最后通过一台500W/48V样机对设计的控制器进行可行性实验验证,结果表明该数字控制器能实现预订的功能以及零电压软开关,效率达到91%.此方法设计的移相脉宽调制器的特点是能实现开关电源控制的全数字化.     

船载压力油箱设计及恒压特性

针对在高海情、海浪升沉较大的工况,船载压力油箱稳压效果差的问题,提出一种具有可根据工况自调气腔压力的新型船载压力油箱设计方案。建立该油箱的数学模型,进而建立AMESim和Matlab联合仿真模型,对压力油箱进行恒压动静态特性仿真分析,最后通过传统PID和模糊PID对压力偏差进行优化控制,仿真结果表明,在传统PID和模糊PID控制下,压力偏差较无控制作用时分别降低了77%和92%。结果表明,模糊PID恒压优化控制效果更好,为压力油箱恒压稳定性后续深入研究奠定基础。     

一种应用于单电感双输出降压型数字直流-直流变换器的双模PID补偿器

设计了一种应用于单电感双输出降压型数字直流-直流变换器的新型双模PID补偿器,该PID补偿器基于数字重设计方法实现,同时针对数字PID的非理想效应作出改进,优化了负载发生连续剧烈跳变时的动态响应特性.所提出的双模PID算法,已通过Virtuoso仿真验证,相对于没有采用双模控制方式的PID,输出电压下冲减小60%,恢复时间缩短50%.该补偿器已成功应用于输入5V,输出1.2V/2.5V,开关频率4MHz的单电感双输出降压型数字直流-直流变换器.     

V~2控制Buck转换器的预测无差拍控制器设计

为了提高DC-DC开关电源的瞬态响应速度,针对Buck转换器提出了一种V2预测无差拍控制算法.基于V2预测无差拍控制的Buck转换器系统结构,根据输出电压纹波的特点提出了适用于V2控制Buck转换器的预测无差拍控制.进一步提出了改进的V2预测无差拍控制器,使该算法更易于数字实现.Simulink仿真验证结果表明:与传统电压模式控制相比,V2控制算法在输入电压变化2V条件下,调整时间缩短60%;在负载变化2Ω条件下,调整时间缩短58.3%.     

基于移相全桥ZVS软开关的大功率变换器设计

针对开关电源并联技术体积大、可靠性低及控制复杂等缺点,运用移相全桥软开关技术设计了一种大功率高频稳压电源,利用谐振技术实现了零电压高效转换。在Buck电路平均模型等效电路基础上,推导了移向全桥电路小信号模型,并设计了内环电流环控制和外环电压环控制的双闭环变换器控制系统,完成了仿真分析。最后,试制了一台输出48 V/50 A的样机,最高效率达95.2%,实验波形验证了控制方案的有效性和可行性。     

采用自适应模糊PID控制的多级齿轮振动主动控制

针对齿轮传动系统在动态激励的作用下产生的多谐波复杂振动,设计一种在低速轴和高速轴分别安装有压电促动器的主动控制结构;提出一种将传统PID控制和自适应算法相结合的自适应模糊PID算法,抑制能量较高的多个谐波振动.在ADAMS平台建立齿轮传动系统虚拟样机,作为被控对象子模块,并在MATLAB/Simulink平台上加载控制算法对系统进行联合仿真.仿真结果表明:在不同转速下,自适应模糊PID控制算法对谐波振动具有良好的控制效果,且优于经典PID控制.     

模糊模型PID优化控制在非线性系统中的应用

通过提出一种基于T-S模糊模型的非线性系统PID优化控制算法,将该算法应用于具有强非线性与不稳定性的填料塔热交换装置,为非线性控制系统的实际应用提供一种方案.在机理分析的基础上建立了分段非线性模型,设计了该装置的模糊模型PID优化控制器,对系统温度进行控制.实验结果与传统的PID控制结果对比表明,采用文中提出的模糊模型PID优化控制方法能够有效解决非线性控制问题.     

主被动踝关节假肢力/位混合控制研究

为了满足小腿截肢患者的运动需求,根据踝关节在人体步态周期中的生物力学特性,结合已有的研究基础和实验条件,研制了第一代主被动混合驱动的踝关节假肢样机。通过对样机仿生运动的分析和运动模型的建立,提出了一种基于有限状态机的力/位混合伺服控制系统,采用PID和模糊PID两种控制算法对假肢运动进行Matlab仿真和角度控制实验。实验结果表明,该假肢样机可以得到类似人体运动的踝关节角度-力矩曲线,并且模糊PID算法控制输出的曲线更加符合人体特性,从而验证了样机设计的合理性和控制方案的可行性,为进一步实现样机的应用提供了依据。     

互联电力系统AGC的模糊和遗传控制算法

针对互联电力系统自动发电控制(AGC),结合模糊控制和遗传算法提出一种新型的PID智能控制器.这种控制器主要特点是选用遗传算法整定的PID参数值作为模糊自整定PID参数控制器的初值,然后再对模糊控制的相关参数用遗传算法优化,避免了参数选择的盲目性.仿真结果明显优于传统的PID控制器,同样也优于单独模糊PID控制器和由遗传算法寻优而设计的PID控制器.同时,在研究遗传算法寻优的过程中提出一种新的适应度选择方法.     

一种带输出谐振倍压的双电感隔离型Boost变换器

传统的燃料电池发电系统用DC/DC变换器拓扑主要是隔离型Boost变换器,其效率、增益和输入电流纹波都有一定瓶颈.为此,提出了一种新颖的带输出谐振倍压的双电感隔离型Boost变换器,变换器的输入侧采用双电感结构,输出侧采用谐振倍压结构实现了整流二极管的零电流关断.相比于传统的隔离型Boost变换器,所提出的拓扑的具有更小的输入电流纹波,同时变换器增益提高了1倍.给出了变换器的工作原理波形并进行了详细的模态分析,在此基础上完成了变换器的增益特性和输入电流纹波分析并给出了一种可行的变换器设计方法.最后研制了1台500 W的样机,满载效率为96.5%,样机实验结果验证了所提出拓扑的可行性和高效率功率变换的优点.     

一千瓦零电压软开关高功率因数变换器

提出了一种零电压软开关高功率因数变换器电路.主电路采用准谐振PWM-Boost软开关拓扑结构,控制电路采用平均电流控制技术和软开关控制技术相结合的形式.文中分析了该电路的工作原理,给出了电路参数归一化曲线及设计指导.实验结果表明,该电路在整个输入电压范围内都能保持软开关特性,达到了高功率因数和高效率的目的.在输入电压为220 V,工作频率为65 kH z,电路输出功率为1 000 W时,实测工作效率为95.3%;经对入端电流频谱分析、计算,功率因数达到0.998 8.     

基于次优算法同步Buck变换器二阶滑模控制

针对同步Buck变换器设计了基于改进次优算法的二阶滑模控制器,只需检测变换器的输出电压,不需测量电容和电流,就可实现对变换器的控制。通过对次优算法引入滞环,在输出电压达到稳态时限制了变换器的开关频率。在Simulink环境下,构建状态机实现了二阶滑模控制器,验证了同步Buck变换器的启动性能和稳态性能,以及从10A跃变到20A大负载扰动和5V跃变到10V电源扰动时的鲁棒性。仿真结果表明,基于改进次优算法的二阶滑模控制器保留了滑模控制的鲁棒性,并在抵抗扰动方面优于一阶滑模。     

基于DSP的静态切换开关研究与设计

为了保证对重要负载供电的连续性,满足高新技术产品对供电质量提出的越来越严格的技术要求,介绍了一种性能完善的新型智能数字式静态开关。它主要包括两路不间断交流电源输入输出检测电路、DSP芯片控制电路、数字触发电路、LC桥式谐振换流电路,采用dq0变换对电能质量信号辨识。结合静态开关原理,着重对数字触发电路和LC谐振换流电路进行分析。通过样机测试,切换时间较短,两路电源电压以及负载电流近似不变。期间DSP芯片作出相应的状态报警显示以及与外部通信。     

基于ARM的高效率数控DC/DC变换器设计

设计的DC/DC变换器采用Boost拓扑电路,对变换器中Boost拓扑电路的主要元件参数进行了计算和选择.变换器具有完善的控制和保护功能,可应用于需提升或稳定电池电压的电池供电系统.变换器以PwM电压调整芯片LM2576ADJ作为控制核心,结合ARM7_LPC2132微控制器实现数字化高精度控制,具有输出电压可预置,输出电压电流可同时显示,过流保护等功能,且系统具有效率高,电压调整率和负载调整率均较小,输出纹波电压低等特性.     

模糊控制在井下供电电源中的应用

提出了一种采用模糊控制的井下供电电源设计方案:井下涡轮发电机作为供电电源,经过输入整流滤波后,进入移相全桥拓扑电路进行稳压控制.稳压控制模块采用高速数字信号处理器TMS320F2809作为主控制单元,控制方法上使用模糊PID控制算法,最终实现输出稳定的直流电压.对研制完成的井下供电电源控制系统进行实验测试,实验结果显示,控制系统实现了稳定的直流电压输出和较好的动态性能.     

混合式模糊PID在直流变换器中的应用

在分析软开关直流变换器原理的基础上，采用混合式模糊PID控制方法对直流变换器的输出电压进行闭环控制。通过实验对经典积分分离PI和混合式模糊PID两种方法进行了比较。结果证明，混合式模糊PID控制具有较好的动静态性能。     

机车测试检修用便携电源的研制

在１１０Ｖ直流电到５０Ｈｚ２２０Ｖ工频交流电的变换中运用了一种新的逆变电路拓扑结构,使整个逆变电源的体积和重量减小,效率提高．经实验证明,逆变电源输出波形好,方案可行．     

基于峰值控制的交错Boost变换器建模与设计

交错Boost变换器作为中大功率开关电源前级PFC技术的核心部分,其数学建模对开关电源的设计至关重要。本文基于峰值电流控制技术,提出了一种交错Boost变换器的建模与设计方案。运用时间平均等效原理,导出了该方案的完整交流小信号模型,设计了控制器补偿网络,并制作了一台800 W的实验样机。测试结果表明,该方案具有峰值限流好、动态响应快、输出电压波动小等优点。