基于模糊-PID复合控制的DC/DC变换器研究

DC/DC功率变换器是一种强非线性系统,传统的PID控制算法简单,设计容易,但依赖于其线性化小信号模型,且当功率变换器的参数发生变化时,其参数不能兼顾动态性能和静态性能,影响最终的控制效果.针对传统PID控制器的不足,结合模糊控制不需要建立被控对象精确数学模型的特点,以Buck变换器为例,提出一种新的模糊控制和PID控制相结合的方法.当输出的偏差范围较大时,采用模糊控制提高其动态响应速度;反之,切换到PID控制以提高其稳态精度.最后利用MATLAB对系统进行仿真验证.仿真结果表明:模糊-PID复合控制器具有响应速度快、超调量小、稳定性好等优点.     

APFC技术在AC/DC变换器中的应用

为了不断提高开关电源的性能,保障用电系统的安全性,采用有源功率因数校正（APFC）方法,设计并制作了单相AC/DC变换器.对系统进行实物制作和测试,测得输入交流20、24和30 V电压下的系统效率.结果表明：系统无论是满载还是轻载,电源效率均达到85％以上,与以往单相AC/AD变换器相比,该系统控制灵活,体积小,功率因数高,效率高,极大地提高了用电系统的稳定性和高效性.     

基于Hammerstein模型的DC/DC变换器建模方法研究

由于开关器件的存在,DC/DC变换器作为一种强耦合、强非线性的装置.可将静态非线性特性和动态线性特性分开考虑.提出了一种采用Hammerstein模型建立DC/DC变换器数学模型的方法.该方法从输入、输出信号的相关函数出发,采用m3序列作为输入信号,从而建立变换器的Hammerstein数学模型.最后,以CUK变换器为例,在Matlab/Simulink中通过仿真验证了提出的方法是有效的.     

移相全桥DC/DC变换器智能控制方法研究

利用Matlab/Si mulink工具箱对500 W移相全桥(phase shift full bridge,PSFB)DC/DC变换器建立仿真模型,分别采用传统的PID、模糊PID、神经网络PID等控制方式对系统进行仿真.仿真结果表明:模糊PID和神经网络PID控制方式在调节时间、负载突变等情况下的性能均明显优于传统的PID控制方式.     

推挽式双向DC/DC变换器建模与控制器设计

本文针对推挽式双向DC/DC变换器中传输电感电流一个开关周期内的平均值为零,无法直接用状态空间模型描述的问题,提出一种新型的模态平均分级建模方法,通过将模态平均电流代替周期平均电流,同时遵循功率守恒的准则,将原电路解耦为前、后两级分别建模,得到变换器低阶非耦合的小信号数学模型。然后,设计以控制箝位电容电压为目标的电压电流双闭环控制器和以控制输出电压为目标的移相环控制器,并从优化系统动静态性能出发对控制器参数进行了详细的分析和设计。最后,在PSIM中搭建仿真模型,验证了所建立小信号模型的准确性和所设计控制器的有效性。     

考虑滤波环节寄生电阻的三相电压型逆变器的数学模型分析

针对三相电压型逆变器这个时变的、耦合的、多输入、多输出的开关型非线性系统,应用开关函数建立了考虑滤波环节寄生电阻的系统数学模型,引入开关周期平均算子将时变的系统转化为连续系统,建立了系统的大信号动态数学模型,同时应用小信号扰动法建立了系统的小信号数学模型,得出从占空比输入到逆变器输出的传递函数。讨论了大小信号模型的适用范围,分析了小信号模型中寄生电阻对系统频率特性的影响。理论分析和仿真结果表明,不考虑寄生电阻理想情况下的逆变器稳定性能差于考虑寄生电阻的非理想逆变器。因此,在分析逆变器稳定性能和闭环设计过程中,可优先考虑理想情况下的逆变器数学模型。     

DC/DC变换器电流模式数字控制电路研究

针对电压控制型开关电源是一个二阶的有条件的稳定系统,响应速度慢,稳定性不够,因此可在电压单闭环控制基础上增加电流控制环,形成双闭环控制系统,以提高系统的响应速度和稳定性.本文通过分析电流模式数字控制电路的静态和动态特性,建立了数字控制电流型PS-FB ZVS PWMDC/DC变换器闭环小信号模型和小信号传递函数模型,在...     

升压型DC—DC直流变换器的仿真研究

本文建立了一种升压型DC/DC直流变换器的数学模型,并利用PSpice软件对这种DC/DC变换器进行仿真研究,分析其暂态和稳态的过程及性能。仿真研究表明,当电路元件RL=150Ω,L1=150μH,电路性能很好地满足输出电压的设计要求,从而为实际开关电源电路的设计提供有益的参考。     

加装超级电容的电动汽车DC/DC变换器设计

为满足加装超级电容的电动汽车对DC/DC变换器低压大电流、动态响应快的要求,选择了一种交错并联双向DC/DC变换器拓扑,其具有开关管电压应力低、输入电压与输出电压具有较大的变换比、输入电流与输出电流波纹小等优点.针对电动车在不同情形下系统的控制目标,设计了相应的控制器,并在Matlab/Simulink环境下构建控制器的仿真模型,对其性能进行分析.结果表明所选的拓扑结构及控制方法很好地达到了设计要求.     

平均电流模式DC/DC变换器均流控制方法

针对DC/DC变换器在并联时很容易出现输出电流不均的现象,介绍了一种利用均流线实现平均电流模式控制DC/DC的均流控制方法。小信号模型分析表明,采用这种控制方式时每一个模块都是个三环控制系统。对这种三环控制系统的电路参数选择原则进行了说明。并用三个BOOST电路模块构成的并联实验系统验证了这种控制方法。实验结果表明这种均流方法在动态和静态过程中的均流效果都非常好,而且并联系统的输出特性也比较平。     

直流调速系统设计及仿真

介绍了用于合作机器人关节速度约束的直流调速系统.该系统采用变PI参数调节器进行串联校正.利用MATLAB工具软件,对该系统进行了仿真研究,并将普通PI调节器和变参数PI调节器的仿真结果进行了对比分析;对数字离散化设计后的数字系统,进行了实验研究.     

基于单片机的直流电机调速器控制电路

介绍了使用单片机改造直流电机调速器中的模拟控制电路，由单片机系统完成对三相电压的同步，输出电源电压的采样，输出直流电压PI调节和三相全控桥式整流电路中可控硅的移相触发，相对模拟控制电路，它减少了三相同步信号的滞后时间，提高了三相可控硅触发的对称性和可靠性，并通过软件实现多种控制方式的复合控制，提高了转速控制的精度。     

内模控制在直流调速系统中的应用

双闭环直流调速系统的速度调节器采用常规的比例积分（PI）调节器时，起动时必然存在转速超调。文章根据内模控制（IMC）原理，设计了一种内模控制器以及它的实现电路，并将其应用于直流调速系统，取代常规的速度调节器，成功地解决了转速超调问题。实验结果表明，内模控制器能使系统获得优良的动态性能和稳态性能，而且设计方法简单。控制器容易实现。     

中频直流点焊机恒流控制方法研究与仿真

针对电阻点焊过程存在的负载电阻非线性变化而导致焊接电流不稳定的问题,提出了模糊控制和PI控制二者相结合的控制算法.利用模糊控制设计了比例系数和积分系数可以实时在线整定的PI控制器,构建了中频直流点焊电源的系统模型,使PI控制输出量通过PWM发生器产生4路占空比恒定而移相角实时变化的PWM波,实现对全桥逆变器的移相调压,...     

一种新型直流微电网DC-APF控制策略

针对直流母线电压存在的纹波分量会对整个直流微电网供电电能质量以及设备运行安全性造成影响的情况,提出了一种新型直流有源滤波器(DC active power filter,DC-APF)控制策略,抑制直流母线电压纹波。在分析DC-APF的多种模态工作基础上,对纹波检测和抑制方案进行了设计优化;提出了基于小波变换Mallat算法的直流母线电压纹波检测法;在传统PI与模糊PI控制的基础上,提出了改进的模糊自适应PI控制,实现对补偿电流的跟踪控制方法;在MATLAB/Simulink仿真环境中搭建了含DC-APF的直流微电网系统模型。仿真结果表明,与传统的DC-APF控制策略相比,新型DC-APF控制方法可以实现对直流母线电压纹波的快速检测,具有良好的纹波补偿抑制效果。所提策略可提升DC-APF对纹波的检测性能和抑制效果,为直流微电网纹波检测与抑制提供新的思路。     

无刷直流电机模糊PI智能控制

在分析无刷直流电机数学模型的基础上，建立了控制系统的仿真模型，提出了一种新型的模糊PI智能控制方法，在无刷直流电机双闭环调速系统中，电流控制采用滞环电流调节器，而转速控制通过采用常规PI控制和模糊控制相结合的方法实现，基于System Generator的仿真结果表明：这种新型的模糊PI智能控制方法响应快、无超调、鲁棒性强、抗干扰能力好，较传统PI控制具有更好的动、静态特性。     

一种无刷直流电机模糊PI控制器设计

为克服传统的PI控制器参数整定方法在无刷直流电机控制中存在精度低、抗干扰能力弱等的不足,本文提出了一种基于PSO-GSA算法的模糊PI控制器设计方法。PSO-GSA算法融合了PSO算法的全局开发能力和GSA算法的局部探索性能,具有更加优异的最优值搜索能力。将PSO-GSA算法用于优化模糊PI控制器的量化因子和比例因子,实现了模糊控制对PI控制器的实时、高精度调节。仿真和实验表明,该方法可以使得无刷直流电机控制有较好的稳定性和鲁棒性,电机转速控制的精度有显著提高。     

基于遗传算法的三环无刷直流电机控制系统研究

针对无刷直流电机的位置跟踪问题,借助于噪声滤波器、电机本体和三环PI控制器,设计电机位置跟踪模型,并借助改进的遗传算法确定PI参数的次优值,提供了一种基于智能优化技术的无刷直流电机位置跟踪控制系统设计方法。数值实验比较显示,该方法较之传统的参数整定方法更可行,能使控制系统的输出响应跟踪更快及无超调量。     

适用于DC/DC 变换器的预测函数控制优化策略

针对使用预测函数控制(Predictive Function Control, PFC)的 DC / DC 变换器在负载切换时产生的扰动对变 换器响应速度有较大影响的问题,提出通过设计观测器观测扰动来优化预测函数控制算法的控制效果;相对于其 他提高系统抗扰动的方法,通过设计观测器来提高变换器抗扰动的方法的优点是实现简单、优化后控制效果好等; 设计 Luenberger 观测器对负载切换时产生的扰动进行观测,将观测值反馈给预测函数控制算法进行最优化分析, 并结合仿真结果对目标函数进行调整,优化后的目标函数能更好地响应扰动并尽快达到稳态;最后将优化后的控 制算法与 PI 双闭环控制方法进行比较,结果显示优化后的控制算法在受到扰动后比双 PI 控制方法动态性能更 好,实现了应对负载切换时提高系统动态性能的目标,增强了 DC / DC 变换器的抗干扰能力;优化后的算法只考虑 了负载切换时的扰动对于系统其他方面的扰动没有考虑进去,可以通过设计整个系统的观测器来进一步提高 DC / DC 变换器抗扰动的能力。     

采用多模控制技术的直流伺服系统

设计了一种直流伺服系统多模数字控制器，将控制过程划分为３个阶段，以提高系统快速性及其精度。最后，对系统进行了数字仿真。仿真结果表明，系统达到了无超调及快速性好的指标，与单纯的ＰＩ控制系统比较，具有明显的优点