基于PIC16F72的电动自行车控制器设计

以电动自行车控制器为研究目标，采用Mierochip技术公司生产的PIC16F72单片机作为主控芯片，以额定电压为36V的永磁无位置传感器直流无刷电机为控制对象，实验解决了无位置传感器直流无刷电机的电流换向、过流保护以及实验样车的起动、调速和速度显示等问题。     

变磁极性直流电动机机械特性研究

为了克服传统直流电动机因机械换向带来的火花、噪声等缺点,变磁极性直流电动机成为电机无刷化的一个新的发展方向。变磁极性直流电动机采用磁极换向的方式产生旋转磁场,从而带动通以直流电的电枢转动。建立起电压、转矩方程,并推导出电机的机械特性方程,对变磁极性直流电动机的进一步研究有参考价值。     

六相感应电机的非线性反推矢量控制

针对电机传统矢量控制运行时存在响应速度慢、抗扰性能差等问题,从六相电机的自身特点入手,提出一种新型的六相感应电机非线性反推矢量控制方法.首先,分析和建立了六相电机数学模型,并通过新虚拟电压平衡矢量来确定空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)方案以减小电机定子谐波电流;其次,应用反推原理设计了反推控制器取代传统的PI控制器,减少系统控制中调整参数数目,实现电机对给定信号的跟踪控制;最后,在MATLAB/Simulink中进行仿真验证.仿真结果表明:所提出的控制方法与传统的PI控制方法相比,能够改善定子电流波形,具有良好的动静态性能.     

基于超级电容储能系统的电梯微网电压波动控制策略研究

针对电梯超级电容(SC)能量回馈系统(ERS),设计了基于双模糊控制器与传统控制系统相结合的控制策略。两个模糊逻辑控制器(FLC)根据电网电压变化与充放电电流纹波,在线调整直流母线给定电压,并将调整的直流母线给定电压作为传统电压电流双闭环控制给定电压,作用于DC-DC变换器。仿真结果表明,这种控制策略能够降低电网能量消耗,提高电梯能量利用率。     

三相四线制SVG的自适应PI双闭环控制方法

针对三相四线制静止无功发生器在传统控制方法上存在的缺陷,提出一种自适应PI双闭环控制方法.通过dq0坐标变换完成电压平方外环控制,实现对直流侧电容电压的稳压与均压控制.通过帕克变换完成电流内环控制器的设计,引入自适应PI控制,进行系统仿真,搭建实验验证系统.研究结果表明:自适应PI双闭环控制算法是有效的,提高了直流电压跟踪能力,使系统具有稳定性好、响应实时性好、抗负载扰动能力强等优点.     

基于DSP技术的直流调速系统的设计

本文介绍了一种采用16住高精度DSP芯片TMS320LF2407A作为主控器件,由四只功率MOSFET构成桥式PWM变换器并与电机转速、电流和电压检测处理环节组成的模数混合型电机三闭环直流调速系统的设计。系统中充分利用了DSP芯片内部集成的高精度A／D模数转换器,PWM脉宽调制电路和高速数字信号捕获单元实现电压、电流反馈控制环与转速反馈控制环的三闭环系统。控制器均采用DSP芯片软件生成,按照PI控制算法完成数字调节控制,并在此基础上进一步改进实现了抗积分饱和PI控制算法,实现了一个不同于常规调速系统的新型数模混合式直流调速系统的设计。     

控制器在低压补偿中的应用

在10kV配电系统中,很多小负荷用电单位由于馈出回路少,不适于采用高压补偿的措施,而为了提高其功率因数,同时实现补偿自动化,可采用ZKW-Ⅱ型控制器进行低压补偿。ZKW-Ⅱ型控制器的工作原理是:取B、C两相的线电压UBC,另一相电流Ia做为控制信号,根据无功功率是否达到整定值来控制电容器的投入与切除。控制器由测量、比较、过电保护、基准电源、时钟脉冲发生器、循环计数器及整机电源等部分组成。测量部分是将电网电压的无功分量变成直流电压;比较部分将直流电压与感性整定值电压相比较,发出相应的滞后与超前信号,时钟脉冲发生器可发出10…     

浅析矢量控制在机车交流传动中的应用

直流传动具有控制简单、调速方便的特点,但直流电机的结构复杂,由于具有换向器、碳刷等易耗件,以及容易产生环火、换向困难,造成电机维护工作繁重等问题,机车传动逐渐由交流传动替代直流传动,本文探讨了通过PWM调制方法实现对电力电子器件的控制,结合直接转矩控制方法实现机车传动过程中良好的动静态性能。     

开关电感型Z源三电平逆变器直流链电压间接控制

为了研究开关电感型Z源三电平逆变器的内在特性以及直流链电压的控制策略.文章分析了此逆变器3种不同工作状态,采用小信号建模方法对该逆变器直流侧建模.由于直通零电压的存在,直流链电压为一系列高频方波信号,不易检测,而Z源网络电容电压为非脉动量与直流链电压又有一种线性关系,因此通过控制电容电压来间接控制直流链电压比直接控制直流链电压更简单易行.在详细分析系统小信号模型的基础上,设计了PI控制器,通过控制Z源网络电容电压间接控制直流链电压.仿真结果验证了小信号模型的正确性及控制器的有效性.     

基于自抗扰控制器的感应电机变频调速系统

设计了由4个一阶自抗扰控制器构成的多环调速系统.该系统将电机模型中的交叉耦合项、易变参数以及负载统一归为未知"扰动",用自抗扰控制器的扩张状态观测器进行观测,并采用非线性状态误差反馈控制器补偿,实现控制系统的精确解耦和简单线性化.该控制方案不需要精确的电机参数,使得自抗扰控制器的设计能够独立于感应电机的精确数学模型.半物理仿真软件SaberDesigner中的器件级仿真实验表明,相对于经典PID控制器,自抗扰控制器对负载扰动和电机参数变化具有更好的鲁棒性和动态性能.     

自抗扰控制器在电压型PWM整流器中的应用

为了抑制PWM整流器负载扰动对直流侧输出电压产生的影响,提出将自抗扰控制器引入基于电压定向的直接功率控制三相电压型PWM整流器中的电压控制方案.将负载扰动归到未知扰动中,用扩张状态观测器对负载扰动进行观测和补偿,结合自抗扰控制器进行电压外环控制,并与模糊PID控制进行了仿真对比.仿真结果表明,该方法能够快速、无超调对输出电压进行控制,实现了单位功率因数运行,并能有效抑制负载变化的影响.     

几个模糊控制器的控制性能

由模糊蕴涵算子构造了一个模糊控制器.首先计算出采用该模糊控制器控制直流串联电机的运行,当电机处于稳定状态时的均方根差;然后与一些文献中给出的具有较好控制品质的模糊控制器加以比较.结果表明,采用本文所构造的模糊控制器控制直流串联电机的运行,其控制效果会更好.     

基于双控制因数的VIENNA整流器中点电位平衡设计

三相VIENNA整流器中点电位不平衡,降低了VIENNA整流器整体性能。通过对三相VIENNA整流器中点电位平衡的研究,提出了一种基于双控制因数中点电位平衡策略,该策略一路由整流器直流侧上下电容电压偏差通过P控制器控制,另一路由整流器直流侧上电容电压与直流侧输出电压半值的偏差通过PI控制器控制,然后将两路控制器控制因数叠加构成双控制因数调节上下电容充放电作用时间,抑制中点电位波动,使中点电位达到平衡。最后在Matlab/Simulink中建模仿真,结果表明该策略可有效抑制中点电位波动,同时具有响应快速、稳定的特点,加入该中点电位平衡策略的VIENNA整流器中点电位波动不仅动态性较好,而且稳定性强。     

永磁同步风力发电机转矩动态滑模控制器设计

考虑到永磁同步风力发电机的多变量、非线性及强耦合等特性,以及发电机的参数变化会对矢量控制性能产生影响,设计了针对风电应用的永磁同步风力发电机转矩动态滑模控制器。该一阶动态滑模控制器将常规变结构控制中的切换函数通过微分环节构成新的切换函数,有效降低了抖振。仿真验证表明,功率外环采用动态滑模控制器的永磁同步发电机矢量控制系统能够精确跟踪有功功率给定,并具有对电机参数及扰动不灵敏、鲁棒性好的优点。     

静止无功发生器的自抗扰控制策略

针对传统线性比例积分(proportional integral, PI)控制的静止无功发生器(static var generator, SVG)响应速度慢、调节时间长、对扰动较为敏感等问题,提出静止无功发生器的自抗扰控制(active disturbance rejection control, ADRC)策略。根据自抗扰控制器的数学特征和静止无功发生器的数学模型,采用扩张状态观测器(extended state observer, ESO)对静止无功发生器模型的变量耦合项和外部扰动进行观测并补偿,设计静止无功发生器的自抗扰电流环控制器。在Matlab/Simulink完成静止无功发生器的扰动与补偿仿真,仿真结果表明,扩张状态观测器可以快速跟踪系统总体扰动,并且与传统的PI控制器相比,自抗扰控制器可有效地抑制无功电流的波动、减小调节时间。实验验证所提控制策略的有效性。     

基于IP控制和扩展卡尔曼滤波的PMSM转速控制

为实现永磁同步电机(PMSM)的无速度传感器转速控制,提出一种基于积分比例(IP)转速控制和扩展卡尔曼滤波(EKF)转速估计的PMSM调速控制策略.以αβ坐标系下定子电压和电流为观测量,采用EKF算法对电机转速和转子位置进行实时预测和最优估计.估计转速作为反馈项与给定转速比较,所得误差值作为IP控制器的输入,对q轴电流分量进行控制,实现PMSM无传感器速度控制.针对不同电机转速和多种负载状态进行大量仿真研究,实验结果表明,该转速控制策略抗负载扰动能力强、超调量小.     

直流无刷电机模糊PID控制研究

针对直流无刷电机的控制问题,本文在分析了直流无刷电机工作原理的基础上,对模糊PID控制方法进行了研究,设计了应用于直流无刷电机的模糊PID控制器,并与PID控制方法进行了对比实验研究。实验结果表明,直流无刷电机模糊PID控制器的控制效果优于PID控制器,电机的电流和转矩波动都有所改善。     

电力系统故障时静止无功发生器的运行分析

静止无功发生器 (ASVG)在电力系统投运之后 ,为了协调装置自身安全及其对系统贡献二者之间的关系 ,必须深入研究系统在故障情况下对 ASVG的影响。用对称分量法给出了电力系统故障期间 ASVG的等效电路。对电路中的主要参数进行了分析。在理论分析的基础上 ,指出了在对称调制方式下 ,通过控制器可以调节流过装置的正序电流以及直流侧电容电压的直流分量 ,而流过装置的负序和零序电流以及直流侧电压的交流分量和装置主电路的参数及其变压器与系统的连接方式有关。     

单周控制新型静止无功发生器的应用研究

针对配电网中电能质量低的问题,在无功补偿系统中运用新型静止无功发生器(ASVG)实现无功补偿;在分析单周控制(OCC)技术和单周控制新型静止无功发生器(ASVG)工作原理的基础上,利用单周控制形成的PWM波,对单相ASVG进行控制;设计单周控制的数字控制器,达到系统所需的无功补偿效果.对单相ASVG进行建模以及闭环控制的Matlab/Simulink的仿真,并进行实验验证.实验结果表明该装置在单周控制下,直流侧电容电压在工作过程中波动较小,动态响应速度较快,稳态补偿精度能够满足工程中无功补偿的需要.     

三相静止无功发生器并网抑制冲击及直流侧纹波的控制算法策略

针对三相电压型的静止无功发生器(static var generator,SVG)并入电网时,直流侧电压存在着启动瞬时超调量过大,造成电容电抗等器件损害和保护装置的动作误差。在传统预充电阻+PI控制基础之上,直流侧电压采用一种Bang-Bang和模糊PI组合的控制算法,并运用了模糊规则多模切换控制器去确定阈值的切换值,最后在软件MATLAB/Simulink及实验样机(60 kVA)上进行分析与验证。发现直流侧的电容电压从零上升到期望值的静差率和超调量变小、且稳定后的纹波波动率也减小。结果表明了该组合控制算法优于传统预充电阻+PI控制策略的优点,具有良好的工程应用价值前景。