单相LCL型并网逆变器的准比例谐振控制

针对准PR控制器对高次谐波抑制能力不足的问题,文中基于单相LCL型并网逆变器提出了一种准比例谐振(PR)控制策略;该策略在准PR控制器的基础上增加了高次谐波补偿器,准PR控制器用于实现对并网电流基频分量的无静差控制,高次谐波补偿器用于抑制特定次谐波分量;同时针对LCL的谐振尖峰,设计了基于电容电流反馈的有源阻尼。研究结果表明:所提方法可有效的将并网电流的THD从4.3%降低到2.8%,改善了并网电流的质量,验证了所提出的改进型准PR控制策略的可行性。     

5 kW单相非隔离逆变器的研制

针对采用传统PI和比例谐振PR控制的并网逆变器对电网干扰信号的抑制能力较弱问题,提出了一种基于准PR控制策略的单相并网逆变器控制方案,并针对自行研制的一种可大规模用于家庭供电的体积小、成本低的单相非隔离5 kW逆变器进行了仿真研究和并网实验。从硬件和软件两方面阐述了逆变器的设计原理;采用Matlab软件中的S-Function函数进行了仿真分析,控制策略为准PR控制,将其与传统的PI和PR控制器进行了对比,并在仿真基础上用实验样机进行了实验验证。研究结果表明,所提出的准PR控制策略在消除稳态误差、提高网侧电流品质和抗电网干扰等方面,相较于PI和PR控制具有很大的优越性,不仅可以更好地实现无静差控制,且具有可扩展性。凭借准PR控制器的无静差特性,单相非隔离5 kW逆变器在家用供电系统中将具有广阔的应用前景。     

采用扩展卡尔曼滤波器对PMSM死区补偿的方法

分析了永磁同步电机矢量控制中死区效应的影响,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman filter,EKF)的死区补偿方法.在PWM逆变器中,死区会导致相电压产生非3整数倍的奇次谐波,进而影响电机控制性能,尤其在低速时更为明显.设计了能够估计αβ坐标系下的电流和谐波产生的电压误差的扩展卡尔曼滤波器,最终通过估算的补偿电压及电流方向确定αβ坐标系下的补偿电压.仿真和实验结果表明:该死区补偿方法可以较好地消除零电流钳位现象,有效地改善PMSM逆变器输出电流波形.     

高功率因数小功率单相正弦变频电源设计

单相正弦变频电源通常采用单相交流电源经整流电路及桥式逆变实现;针对整流电路会产生严重畸变的非正弦电流,谐波电流对电网有危害作用,输入端功率因数下降的问题;提出基于UCC28019的功率因数校正电路、PIC单片机主控制器、死区电路、H桥驱动等,实现步进为1 Hz,频率范围为1-50 Hz的单相正弦变频电源输出;可消除电流谐波和提高功率因数,工程上有较高的实用性.     

基于死区消除与补偿的T型三电平逆变器控制策略

为了避免三电平逆变器的上下桥臂直通,开关切换过程中会引入死区.死区会提高逆变器的输出电流谐波,降低逆变器的输出电压和电流.文中分析了死区在开关管换流过程中的作用,并在此基础上提出一种死区消除与补偿相结合的方法来消除其对逆变器的不利影响.当相电流足够大时,可以根据电流的方向输入不同的驱动信号,达到在没有死区的情况下防止开关管短路的目的.当相电流接近零点时,由于电流纹波的影响,死区消除方法并不适用,只能通过引入死区来提高逆变器的稳定性,然后通过死区补偿来消除其不利影响.实验结果证明,文中方法可以有效地解决死区问题.     

死区电流极性检测的一种新方法

针对逆变器死区期间电流过零点检测不准确会影响死区补偿效果的问题,比较了几种常规检测方法,分析了这些方法存在的不足,根据电流极性检测原理并结合反馈电流补偿法,提出了一种新的检测方法,设计了具体的逻辑电路并仿真仿真结果表明该方法能准确检测出死区期间电流极性,从而验证了该方法的有效性,为下一步实现可靠的死区补偿提供了有力的判据     

全方向康复步行训练机器人具有死区补偿的反步有限时间控制

为了解决死区影响全方向康复步行训练机器人系统的跟踪精度问题,提出了一种具有死区补偿的反步有限时间控制方法。考虑系统的未知死区,利用自适应方法估计死区宽度,获得死区信息并对其进行补偿,从而有效抑制了死区对系统跟踪性能的影响,避免了系统发生极限环振荡。为了防止机器人初始运动阶段产生较大的跟踪误差而影响康复者的安全,提出了反步有限时间控制方法,确保跟踪误差系统在有限时间内达到稳定。基于Lyapunov有限时间稳定理论,给出了误差系统的稳定条件及稳定时间。与速度和加速度同时约束的控制方法进行了仿真和实验对比,结果表明:所提的控制器设计方法可使系统的跟踪误差在大约8s后趋向于0,机器人在有限时间内实现了对指定轨迹的稳定跟踪,解决了速度和加速度同时约束的控制方法不能使机器人稳定地跟踪训练轨迹、无法解决系统死区的问题;所提的有限时间控制方法能使系统误差快速收敛,有效解决了死区对系统性能的影响,提高了机器人的跟踪精度和安全性。     

感应电机SVPWM控制技术死区效应补偿新方法

首先从SVPWM逆变器的死区人手,详细分析死区效应的机理及对逆变器输出电压和整个系统的影响,提出死区补偿的重要性;然后针对传统电流反馈型平均误差电压补偿法存在的实时性问题,提出了改进算法:即通过利用当前时刻的已知状态和电机模型预测下一时刻的电流极性,在下一时刻采用平均误差电压补偿法,并结合零电流钳位效应消除方法对感应电机SPVWM逆变器的死区效应进行了补偿;最后在7.5 kw感应电机系统中对这种补偿方法进行了仿真验证.     

基于模糊比例准PR控制的并网逆变器

在准PR控制器的基础上,针对固定比例系数P结合模糊控制在线实时调整提出模糊比例准PR控制方法,通过Matlab/Simulinκ平台进行仿真验证.结果表明:模糊比例准PR控制方法控制性能更加优越,在准PR控制的基础上结合模糊控制,具有更好的动态跟踪特性,同时具有更好的适应性、稳定性.     

减小死区影响的准单极性PWM调制方法

通常在脉宽调制(PWM)信号中需要插入“死区”时间以防逆变器上下桥臂“直通”,但这也导致了输出性能的恶化。为此,该文提出了一种准单极性PWM调制方法。文中首先分析了逆变器带异步电机负载时的开关导通规律,然后根据电流的极性,在一个半波周期内封锁上下管驱动脉冲中的其中一路,使逆变器工作在“半控”状态下,因而可以消除死区。针对电流过零点极性检测问题和保证电机顺利启动的需要,文中也提出了相应措施。所述方法可以改善电流波形,提高电压利用率。仿真和试验表明该方法简单有效,有一定实用性。     

基于注入变频信号法的消弧线圈控制器

介绍了注入恒流变频信号法测量系统电容电流的方法,即通过注入恒流变频信号,寻找谐振频率,进而计算系统电容电流。采用陷波滤波法计算谐振电压,利用注入信号法研制出消弧线圈控制器,试验证明其性能良好。     

非理想反电势无刷直流电机转矩直接控制方法

为了抑制非理想反电势无刷直流电机的转矩脉动,提出一种转矩直接控制方法。将转矩参考值和反馈值输入到转矩控制器之后经过计算得到所要求的占空比,来控制相应的开关管。该方法采用两相导电方式,并在绕组换相期间考虑了直流电源有限的供电能力。仿真和实验表明,与普通的方波电流控制相比,该控制方法能有效抑制由非理想反电势引起的无刷直流电机的转矩脉动。     

悬臂式掘进机恒功率变频调速控制器的设计

针对悬臂式掘进机在矿井掘进时情况复杂和负载变化较大的特点,采用高度非线性识别能力的神经网络与遗传算法相融合的方法,实现悬臂式掘进机恒功率变频调速系统的控制.该方法运用遗传算法训练BP神经网络的连接权系数,改进网络性能,提高学习效率,根据系统电流的实际情况对掘进机进行变频调速控制,利用MATLAB/Simulink软件对系统进行仿真分析.结果表明：该方法所设计的以DSP为控制核心的掘进机恒功率调速控制器具有一定的学习和适应能力,能根据电流变化自动调整电机的转速,实现了掘进机恒功率变频调速,提高了掘进机的工作效率和系统的稳定性.     

独立运行的双馈异步轴带发电机矢量控制系统

为了更好地利用船舶轴带发电机这种有效的节能方式,该文对双馈异步轴带发电机独立运行时的恒频供电技术展开了研究。在建立了变速恒频双馈异步轴带发电机系统的数学模型的基础上,提出了一种系统独立运行时的双馈发电机定子磁链定向的矢量控制方法,控制发电机在维持输出电压恒定的同时满足系统负载的需要,并在以TM S320F 2812为控制器的实验平台上进行了相关的实验。实验结果表明,该系统具有良好的动静态性能,在负载和转速变化时能够输出恒定的电压和频率。     

小功率单相并网逆变器并网电流的比例谐振控制

针对小功率单相并网逆变器传统网压前馈的PI(比例积分)控制器在跟踪正弦电流指令时存在稳态误差和抗干扰能力差等方面缺陷,文中给出了一种PR(Proportional-resonant比例谐振)控制器,并在稳定性、稳态误差和抗干扰性能上比较了PI和PR两种控制器.最后,搭建了仿真和实验平台,对理论分析结果进行验证.结果表明PR控制器在单相并网电流控制更具有优越性.     

非理想开关电容网络的组元电荷状态变量分析法

针对运放的有限增益带宽乘积给SCN带来的非理想效应,引入了非理想运放的SC电路宏模型,定义了非理想运放负端组元割集,根据非理想SCN的连接特点,通过判断各SC积木块中电容支路两端节点的连接情况,在时域和频域分别推导出了非理想SCN的组元电荷状态方程,应用实例进行了仿真,两种方法的结果对比说明了本文算法的可行性.     

基于FPGA的三相变频电源系统设计

基于现场可编程门阵列（FieldProgrammableGateArray,FPGA）设计了一种单相输入三相输出的数字式控制变频电源．将单相市电输入该系统后,经过整流、升压、滤波、三相桥式逆变和低通滤波输出三相近似正弦交流电．根据三相异步电动机的调速特性,系统由控制器改变内部调制波的幅值和频率,进而调节三相正弦脉冲宽度调制（SinusoidalPulsewidthModulaton,SPWM）波的脉宽和频率,最终实现三相交流异步电动机的变压变频调速（VariableVoltageVariableFreguency,VVVF）控制．系统调制结果证明该电源的设计是可行的,且系统操作方便快捷、界面友好,可为实现全数字智能控制提供参考．     

A LOCAL CONTROLLER BASED CONSTANT TENSION CONTROL SYSTEM

This paper is mainly about a local controller whose main function is to achieve the constant tension of the thin denier filament in the high speed winding process. A mathematic model of the induction motor while controlling its stator frequency and voltage is given. A new kind of variable parameter, real time constant tension control system is presented. The paper uses the microprocessor -INTEL 8097 as the CPU of the local controller. A standard serial communication interface-RS232 is used to communicate with the main computer. Computer simulation and experiment test show that this system has good control characteristics.     

基于准比例谐振控制器的５相感应电机电子变极研究

针对采用传统比例积分(ＰＩ)电流控制器的５相感应电机(ＦＩＭ)电子变极过程中存在转矩、转速动态响应慢和波动大前后获得了更好的稳态性能。采用变参数化设计ＱＰＲ控制器实现了谐振频率点随电机转速的自适应变化。使用预修正电子变极前后的两段式精确控制。实验结果表明:所提方法有效提高了ＦＩＭ电子变极过程中的转矩和转速动态响应性能并行了阻尼项修正,实现了电流的无静差跟踪。加入相应的谐波抑制算法以改善电机变极切换过程中的抖动问题,同时在变极Ｔｕｓｔｉｎ变换的离散化方法,保证了ＱＰＲ控制的稳定性和谐振频率的无偏差。随着电机运行平面的改变切换谐振频率,实现了的问题,设计了一种准比例谐振电流控制器(ＱＰＲ)控制ＦＩＭ电子变极。设计的ＱＰＲ控制器在传统比例谐振控制的基础上进减小了其波动。     

基于同步矢量电流比例-积分控制器的光伏并网系统

太阳能是一种丰富干净的可再生性能源,研究可靠的光伏并网发电系统控制策略非常重要。该文分析了光伏阵列特性、光伏电源与交流电源之间功率流动特征,提出了改进常压法与同步矢量电流比例-积分(PI)调节器控制的空间矢量脉宽调制(SVPWM)调制方法相结合的单级式光伏并网系统,使电压源型光伏并网逆变器输出电流完全与电网电压相位一致,向电网输送的电能质量符合IEEE929-2000标准要求。仿真与实验结果一致,表明了所提出的控制方案具有良好的动态和稳态性能。