基于PWM整流器模糊控制新开关表的DPC

传统直接功率控制(DPC)下的三相电压型PWM整流器(VSR)交流侧电流存在畸变较大、输出直流电压波动大、无功功率有失控等问题.在分析系统数学模型的基础上,通过构建新型电压矢量开关表来稳定滞环功率输出产生的波动,运用模糊控制修整电压外环的PI参数.仿真结果显示:利用提出的控制策略可使整流系统获得稳定的动、静态特性,系统谐波含量小,能有效减小超调带来的影响.     

单相低纹波PWM整流器的直接功率控制

传统的单相PWM整流器工作时,其直流母线电压存在较大的波动,通常需要在直流侧并联容值较大的电解电容.为了解决这一问题,采用在传统整流器直流侧并联有源辅助回路来构成单相低纹波PWM整流器以减少直流母线电压的波动.为了能在整个低纹波PWM整流器中实现直接功率控制,通过求解一个能体现有功无功跟踪能力的指标函数来实现整流回路的直接功率控制,推导辅助回路输出电流与整流回路输入功率的关系,以此来实现对辅助回路的直接功率控制.仿真结果表明:采用提出的直接功率控制策略,不仅能够极大地降低整流器直流母线纹波电压、确保整流器的单位功率因数运行,还能在辅助回路的作用下减少直流母线电压的稳定时间.     

三相混合整流器直流电压控制与能效优化策略

三相混合整流器电压控制方法通常采用传统PI控制,其控制参数依赖精确的数学模型,自适应能力差,鲁棒性低,影响整流器稳态与动态性能,对此,提出一种改进的基于二次型性能指标单神经元自适应PID算法,并结合负载电流前馈控制的混合整流器电压控制策略。该电压控制策略在带载启动、突加或突减阻感性负载,系统稳态精度和抗干扰能力优于传统PI控制策略。为提高混合整流器电能变换效率,提出了调控整流器输入电流波形,改变功率配比,达到系统损耗最小的方法实现整流器运行能效最佳。计算机仿真结果表明,所提出的电压控制策略有效,能效优化方法可行。     

VIENNA型三相三电平PWM整流器研究

分析了VIENNA型三相三电平PWM整流器的拓扑及其数学模型,以及三电平变换器的状态空间矢量调制技术(SVPWM)。提出了基于PI控制的双闭环的控制策略(即电压外环、电流内环),并引入中点电位因子r对中点电压进行平衡控制。为了验证所提控制策略的可行性,搭建了VIENNA型三相三电平PWM整流器的仿真平台以及1.6 kW的实验样机进行仿真与实验研究。仿真及实验结果表明,所提出的调制方法及控制策略是可行的。该整流器具有控制简单、易于数字化实现、在稳态条件下谐波畸变率小于3%、功率因数接近1等特点。     

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.     

基于模糊PI控制的单相无桥PFC的研究

研究了基于模糊PI控制的单相无桥功率因数校正变换器(PFC),分析了其工作原理和控制方法.根据实际工程经验提出了将参数自适应调整的模糊PI代替传统的PI作为双闭环控制,模糊PI控制的PFC能够工作在较宽的负载变化和输入电压的范围内,响应速度快,精度更高.同时,给出了PFC的设计参数.实验结果在一台3.8kW的样机上得到验证,证明了基于模糊PI控制的单相无桥PFC性能较传统PI控制更优越.     

三相PWM整流器空间矢量控制研究

介绍了PWM整流器的工作状态,建立了整流器在旋转dq坐标系中的数学模型.引入电流前馈解耦控制,提出了基于dq坐标系的双闭环矢量控制策略.设计了双闭环电流、电压调节器PI参数,并给出了MATLAB仿真和实验结果,验证了控制策略的有效性.     

采用功率内环和电压平方外环的电压型PWM整流器

根据电压型PWM整流器在同步旋转dq坐标系中建立的整流器功率控制数学模型,基于功率前馈解耦,解决了有功功率和无功功率互为耦合问题.为克服整流器电流控制策略、直接功率控制策略及非线性控制策略的不足,提出了采用功率内环、直流电压平方外环电压型PWM整流器的新控制策略.由于采用直流电压平方外环,提高了整流器直流电压跟踪和功率跟踪能力,使系统具有响应快、稳定性好、抗负载扰动能力强及结构简单的优点.给出了系统控制器的设计方法.通过正常负载及负载扰动情况下的计算机仿真,证明了新控制策略的可行性.     

AC-DC-AC类型电力电子变压器的模糊自适应PI控制

与传统电力变压器相比,电力电子变压器具有体积小、功率因数可控,输出电压恒定、故障隔离能力以及过电流保护等优点,使其得到了广泛的关注。电力电子变压器的控制策略是保证其安全稳定运行的重中之重。为了克服传统线性PI调节器的不足,提出了一种模糊自适应控制策略,建立了电力电子变压器的数学模型,分析了电力电子变压器各个组成部分的控制策略。给出了基于模糊自适应PI控制策略的控制结构,设计了隶属度函数、论域以及模糊规则。最终,仿真结果表明模糊自适应PI控制具有更好动态响应速度以及更强的抗扰动性能。     

用于Boost变换器的无负载电流传感器滑模-预测控制策略

Boost变换器作为升压DC-DC变换器被广泛应用于光伏发电、储能及电动车领域。然而由于Boost变换器的右半平面零点的频域特性,传统的PI控制策略会限制变换器的动态性能,在较大负载突变的情况下造成较大的输出电压波动,进而造成过压或欠压故障;预测控制可以有效提高动态性能、避免调整控制参数以及可增加系统约束,但由于系统参数不匹配及对损耗的忽略会造成输出电压的稳态静差。为了减小负载突变带来的电压波动同时兼顾稳态特性,本文提出了无负载电流传感器的滑模-预测控制策略,外环采用滑模面生成电感电流指令值,内环采用无差拍预测控制,并使用了滑模观测器来观测电流。该控制策略不需要负载电流传感器,相比PI控制器,不仅可以同时减小负载突变时的输出电压波动和过渡时间,还可以有效限制稳态静差。实验验证了该套控制策略的性能优越性。     

三相电压型PWM整流器的反馈线性化和滑模控制

建立了同步旋转坐标系下的三相电压型脉宽调制(PWM)整流器(VSR)的非线性数学模型,针对有功电流和无功电流强耦合的特点,提出一种基于该坐标系的电压和电流双闭环控制算法,其中电压外环采用滑模控制算法,电流内环采用状态反馈精确线性化控制策略,最后建立了仿真模型并与传统PI控制进行了仿真对比.结果表明,该复合控制方案结合了两者的优点,使VSR既具有良好的鲁棒性,又能实现无功电流和有功电流的解耦控制,系统能保证很高的功率因数,输出电压恒定,能适应负载的扰动和非线性变化,具有很好的静动态性能.     

一种新型的双闭环三相PWM整流器仿真分析

介绍了三相PWM整流的基本原理,并以三相整流器在d-q同步旋转坐标系中的模型为基础,采用基于输入输出电流解耦反馈控制策略和PI调节方法,建立了电流内环和电压外环的PWM整流器简化数学模型.运用Matlab R2009a建立了系统仿真模型,实现了输出电压的稳定性,仿真结果验证了该方法的有效性和实用性.     

三相电压型PWM整流器精确线性化和滑模控制研究

建立了同步旋转坐标系下的三相电压型PWM整流器(VSR)的非线性数学模型,针对有功电流和无功电流强耦合的特点,提出一种基于该坐标系下的电压和电流双闭环控制算法,其中电压外环采用滑模控制算法,电流内环采用状态反馈精确线性化控制策略,最后建立了仿真模型并与传统PI控制进行了对比仿真,结果表明,该复合控制方案结合了两者的优点,使VSR既具有变结构控制良好的鲁棒性,又能实现无功电流和有功电流的解耦控制,系统能保证很高的功率因数,输出电压恒定,能适应负载的扰动和非线性变化,具有很好的静动态性能。     

基于模糊-内模双环控制的船岸并网系统

针对靠港船舶与岸电装置并网失电、并网电压跌落、频率不稳定以及并网环路电流大等问题,提出了一种基于下垂原理的外环模糊控制与内环内模控制相结合的逆变器的船岸并网系统,实现靠港船舶与岸电的柔性并网,即并网冲击可控、负载平稳转移,保证负荷不断电情况下实现平滑切换。对船岸并网系统整体过程进行设计与仿真：整流侧使用三相PWM闭环控制;逆变环节采用基于下垂原理的模糊PI电压外环、内模电容电流内环的双环控制结构;船舶供电系统采用同步发电机模型。仿真结果表明：直流侧电压输出稳定并可调,高低压上船方式可调范围分别为500~1000V、1200~2000V;并网电流谐波含量分别为0.35%、0.40%;并网电压幅值、频率稳定且实现负荷平稳转移。     

基于DSP实现的单相高效整流器

PWM整流器具有单位功率因数,谐波含量低,能量可逆传送等特点。介绍了单相全桥的高效整流器的电路拓扑结构和工作原理,针对单相电路直流侧二次纹波电压的特征,系统采用纹波电压补偿的方法;对于网侧电流的控制则采用了响应速度较高的定频滞环电流控制策略。给出了以TMS320F2407为控制芯片的系统硬件和软件实现过程,给出的实现思路对工程实际有一定的指导意义。     

一种高性能单相正弦逆变电源的多环控制策略

针对单相正弦逆变电源提出一种多环反馈模式的控制方案.外环采用两个PI控制器对幅值和相位独立控制以确保逆变电源输出电压的稳态精度;内环采用输出电压反馈以保证电源输出的快速响应能力和减少波形的畸变.针对逆变电源输出正弦电压相位检测问题提出了一种新颖的算法,使高精度逆变控制易于实现.仿真实验表明,以所提方案构建的控制系统具有良好的动态和静态特性,在任意负载条件下,输出电压波形均能保持良好的正弦度.     

无速度传感器的双PWM变频器一体化控制研究

介绍了一种双PWM变频器系统的控制策略．在PWM整流侧采用空间矢量的无电压传感器的虚拟磁链的直接功率控制和在PWM逆变侧采用无速度传感器的矢量控制．这些控制策略使系统保持了很好的动态响应和静态特性．仿真结果表明本系统有良好性能．从PWM逆变侧到PWM整流侧增加的功率环提高了功率能量流动的动态特性,使输入和输出能量匹配从而减小直流侧电容的大小．     

一种数字模拟混合控制的单位功率因数整流器

在三相电压型宽调制（PWM）整流器数学模型的基础上,以传递函数形式建立了电汉环和电压环的数学模型,分析了输出电压的限制条件,设计了以单片微处理器80C552为核心的实验系统,该系统采用数字模拟混合控制方式,无乘法器,仅需两个电流传感器,从而使系统得以简化。实验结果表明,采用文中所述控制策略的PWM整流器能使输入电流为正统且与电压同相,达到单位功率因数。