三相电压型PWM整流器建模和仿真研究

三相电压型PWM整流器(VSR)广泛用于AC/DC/AC系统前端整流.考虑到VSR本身非线性特点,建立适合于控制器设计上的数学模型比较困难,提出了一种状态反馈解耦控制电流内环和直流电压平方外环的电压型PWM整流器新型控制策略,基于功率平衡理论,采用解耦状态反馈控制方法,分析并建立了三相电压型PWM整流器d-q坐标系下的线性化数学模型.由于采用直流电压平方外环,使典型的非线性模型线性化,控制器设计直观精确,提高了直流电压和网侧电流的跟踪能力,改善了波形.提出了一种空间矢量的简化算法,简化了运算过程.在MATLAB/SIMULINK环境中建立了仿真模型.仿真结果表明:所设计整流器具有优良的稳态性能和快速的动态响应,实现简单,具有一定的实用价值.     

城市轨道交通系统谐波的提升小波仿真分析

城市轨道交通牵引供电系统采用12脉波整流机组和24脉波整流机组进行整流,所产生谐波以11次、13次、23次和25次谐波为主。针对城市轨道交通牵引供电系统谐波的特征,采用小波变换和提升小波变换对城市轨道交通牵引供电系统所产生的高频谐波信号进行仿真研究,并对其结果进行比较。结果表明:与小波变换相比,提升小波变换应用于城市轨道交通牵引供电系统的谐波分析,其独特的结构有效地减少了计算的复杂度,降低了运行时间,是一种快速的小波实现方法,对实现城市轨道交通牵引供电系统谐波信号的快速、实时检测具有很好的应用价值。     

三相Boost型PWM整流器改进控制策略仿真研究

为提高三相Boost型PWM整流器直流母线电压的抗扰性,探究了电压波动的直接原因,在传统的控制器工程整定法基础上,结合模糊控制技术,提出了一种基于电压偏差｜EV｜和交流例电流空间矢量模值变化率（dAi／dt）的二维模糊PI改进控制策略。为了提高仿真效率,选择既能反映整流器本质特征又能节省运算时闽的低频模型作为研究对象,在电网电压对称跌落和负载突变两种扰动下,对直流母线电压响应进行了数值仿真,仿真结果表明,改进后的控制策略较传统控制策略的效果有显著改善。     

三相电压型SVPWM整流器离散域控制模型的构建

三相电压型SVPWM整流器功率因数高,实现能量的双向流动。分析了三相电压型整流器数学模型和前馈解耦控制策略,提出了矩阵形式的SVPWM算法,减少了计算量。基于加拿大Lyrtech公司的VHS-ADC高速数字信号处理系统,构建了离散域下空间电压矢量所在扇区判断模型、相关矢量作用时间判断模型、功率管切换时间计算模型和PWM调制模型,构成了SVPWM基本实时控制模型。对三相SVPWM整流器的离散域和连续域模型仿真,验证了离散域控制模型的正确性。     

城市轨道交通系统谐波的小波降噪仿真分析

城市轨道交通牵引供电系统采用12脉波整流机组和24脉波整流机组进行整流,所产生谐波以11次、13次、23次和25次谐波为主,这些高频谐波对城市轨道交通列车的安全稳定运行造成了很大的危害。针对城市轨道交通牵引供电系统谐波的特征,分析了小波降噪在城市轨道交通牵引供电系统的应用并进行了仿真;由于在小波降噪中不同的阈值适应的信号特征不同,采用多种小波阈值对城市轨道交通牵引供电系统谐波信号进行降噪,并从中选择了最优的降噪阈值,达到对信号的优化处理。仿真结果表明,城市轨道交通牵引供电系统谐波信号的最优阈值为sqrt(2log(length(X)))阈值,它降噪后可使信号中的谐波成分有明显的降低。     

矩阵整流器电流SVM算法的仿真分析

在分析了三相输入电压平衡条件下矩阵整流器的输入电流空间矢量调制(SVM)算法后,重点提出了一种适用于三相输入电压不平衡条件下的基于扇区可变和瞬时值计算的通用电流SVM算法,并为提高新算法对电压不平衡的适应能力和增加输出电压利用率提出了一种简单的处理方法。为了验证这种算法的有效性,基于SIMULINK6.0建立了接近实际系统设计的矩阵整流器仿真模型,在详细地描述了该模型建立原理后,分别给出输入电压平衡和三种不平衡条件下的仿真结果,该结果与理论分析结果相一致,反映了所提出算法的正确性。     

带均衡电抗器12脉波变压整流器仿真模型的研究

研究了带均衡电抗器的12脉波变压整流器仿真模型。详细分析了均衡电抗器在12脉波整流电路中的作用和工作原理,利用MATLAB软件提供的工具箱PSB建立了带均衡电抗器的12脉波变压整流器的仿真模型,用该模型对飞机电源系统进行了仿真。仿真结果表明,该模型可以使两组整流桥负载达到均衡,正确反映出均衡电抗器在系统中的作用。     

不对称电网故障下PWM整流器的控制策略研究

在不对称电网故障下传统的PWM整流器控制策略需对电流正、负序分解并分别进行独立调节控制,由于正、负分离环节的引入势必减小了整个控制系统的控制带宽甚至影响了系统的稳定性,鉴于此,在分析了PWM整流器数学模型和传统控制器的基础上,提出了一种无需对电流进行正、负分解的新型电流控制器,以此修改了控制策略并进行了仿真研究。结果表明,新的控制方法能使PWM整流器在故障电网下的输入电流正弦,抑制了谐波功率的产生,保证了直流电压的稳定,增强了PWM整流器故障不间断运行的能力。     

42伏汽车异步发电机矢量控制系统的建模与仿真

针对未来汽车高效、高输出功率的特点,提出了42伏异步发电机-PWM整流器汽车发电矢量控制系统.基于MATLAB/Simulink建立了独立的异步发电机、PWM整流器、矢量控制、电压控制、蓄电池等模块.在变速变负载条件下进行仿真并分析了影响动态电压的因素.仿真结果表明系统建模的有效性.     

基于PWM整流技术的斩波串级调速系统的仿真

提出将PWM整流技术引入转子侧斩波串级调速系统中,PWM整流器工作于逆变状态回馈转差功率,不仅可以提高串级调速系统的功率因数,还可以减少网侧的谐波含量。在Matlab/Simulink环境下给出了基于PWM整流技术的斩波串级调速系统的仿真模型,最后通过仿真实验验证了控制方案的正确性。     

基于滑模控制的三相电压型PWM整流器系统仿真

三相电压型PWM整流器(VSR)用于AC/DC/AD系统前端整流器时,由于PI控制的滞后性及其比例积分系数对系统参数的敏感性,很难在四象限运行中保持良好的动态性能和鲁棒性。考虑到VSR本身非线性的特点,提出了一种基于同步旋转坐标系的双闭环滑模变结构控制算法,在MATLAB/SIMULINK环境建立了仿真模型,对滑模算法和PI算法进行了对比仿真。结果表明,较之PI算法,滑模算法具有更好的动态响应。     

变频洗衣机系统中电磁干扰模型仿真与分析

在变频洗衣机中,通过变频模块产生的PWM信号,在控制直流无刷电机中,会产生严重的电磁噪声,将影响电磁兼容测试中的指标.因为变频洗衣机的调制频率一般在7k-18kHz之间。这样具有一定频率和一定能量的信号,会在空间形成高频干扰信号,也会对电网形成电磁干扰,并将影响电磁兼容测试中的电压传导和功率辐射两项指标。这是目前一个急需解决的问题,本文采用理论分析和仿真试验得出了一种抑制干扰的可行性方法,解决了电磁兼容中的EMS问题。     

风力发电和飞轮储能联合系统的模糊神经网络控制策略

针对于风力发电和飞轮储能联合系统,提出了一种新的控制策略。基于飞轮储能系统里矢量控制的感应电机,建立了系统的数学模型。在系统里,采用模糊神经网络控制算法实现直流总线电压的自动调整,达到稳定系统的直流总线电压的目的。仿真和实验结果证明,在风力发电和飞轮储能联合系统的能量控制过程中使用模糊神经网络控制算法实现了能量的快速存储和释放,起到了稳定系统电压的作用,取得了满意的控制效果。     

航空电动推进系统控制及半物理仿真研究

针对一类采用有限能量供电的新型航空电驱动系统,研究系统的最小损耗电流控制及母线电压直接前馈控制问题。提出一种考虑电机铁损的永磁同步电机（PMSM）Γ型等效电路模型,推导满足电机电磁损耗最小的励磁电流表达式。电机转子磁链定向控制,在dq轴电流解耦控制中引入dq轴电流近似表达式。同时,针对电源电压跌落现象,在逆变器空间矢量调制算法中引入母线电压的实时检测值。基于dSPACE半物理仿真实验平台,研制成功航空电驱动系统地面半物理仿真实验系统,给出了系统结构设计及基于MATLAB/SIMULINK的实时控制系统模型。实验结果表明,采用最小损耗电流控制及母线电压直接前馈可以扩宽PMSM高效运行范围,有效抑制电源电压扰动对系统的影响。

Abstract：

A loss minimization current control （LMC） and DC bus voltage feedforward control for a novel aero electric propulsion system with limited power supply were researched. The optimal magnetizing current expression was derived from a Γ equivalent circuit,with taking the iron losses of permanent magnet synchronous motor （PMSM） into account. Adapting rotor field oriented control,the d and q_axis decoupling current control was designed based on an approximate expression of d and q_axis current. As the output voltage sag of battery packs,the sampled value of DC bus voltage was used in the space vector modulation generation algorithm. Hardware-in-loop （HIL） simulation system for this electric propulsion system,based on dSPACE is constructed and the HIL system structure design and real time control module under MATLAB/Simulink were proposed. A variety of experiments was carried out. And experiments result shows that LMC can extend the PMSM operation area with high efficiency as well as restrain the influence caused by the DC bus voltage sags.     

基于支持向量回归的地铁牵引能耗预测

预测地铁线路未来牵引能耗.有助于评价线路的牵引用能效率、节约能源.地铁牵引能耗影响因素众多且呈非线性关系.因此基于历史数据建立支持向量机回归模型对地铁牵引能耗进行预测.首先,将牵引能耗的影响因素分为供电系统、线路条件、列车属性、运营组织及环境因素五类,并选取线路可变影响因素作为模型输入;然后,利用遗传算法对模型参数进行寻优,适用度函数设计采用交叉验证方法:最后,基于模型最优参数对牵引能耗进行预测.案例结果表明,交叉验证方法有助于提高模型预测精度;支持向量机回归模型的预测精度高于BP(back-propagation)神经网络模型与多元线性回归模型.