自抗扰控制器在永磁同步电机控制中的应用

为了解决永磁同步电机(PMSM)调速系统突加负载或负载扰动时控制性能差的问题,提出用自抗扰控制技术设计PMSM控制方案.将负载突变和负载扰动归为未知扰动,用自抗扰控制器进行估计、补偿和控制.仿真结果表明,该方法能够提高系统的响应速度,减小稳态误差且无超调,能有效地抑制负载变化对转速的影响.     

基于哈密顿理论的电压型PWM整流器无源控制

为了提高电压型PWM整流器的性能,提出了基于哈密顿理论的无源控制策略.根据电压型PWM整流器主电路拓扑结构,建立了端口受控的耗散哈密顿(PCHD)系统模型.基于PCHD模型,采用能量成型的方法,设计了PWM整流器无源控制器.该控制器能够使整流器能量函数最小值稳定在期望的平衡点,从而提高了整流器的稳态性能和抗负载扰动能力.仿真结果表明该控制策略的可行性.     

基于扩张状态观测器的单电感双输出Buck变换器滑模解耦控制

针对单电感双输出Buck变换器输出支路在发生负载扰动时存在交叉影响严重、瞬态响应慢的问题,提出了一种基于扩张状态观测器（ESO）的滑模解耦控制策略.首先考虑负载扰动问题,将系统模型转化为输出电压偏差模型,设计了主路ESO对负载扰动进行估计,并将干扰估计信息补偿到主路开关管的改进型趋近律反步滑模控制器.其次考虑支路耦合问题,将一支路依据自抗扰范式拟合为独立系统,其中支路耦合项和外界扰动被视作总扰动,设计了支路ESO对其进行估计,基于干扰估计信息和滑模控制算法在支路开关管构造了滑模自抗扰控制器. 最后利用Lyapunov理论证明了主、支路控制器的闭环稳定性.仿真结果表明,该控制策略使得支路间的交叉影响显著减小,并提升了系统瞬态响应速度.     

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.     

基于自抗扰控制的单相光伏并网逆变控制器设计

传统的双环PI控制无法满足LCL并网逆变器电流谐波,输出电压扰动大;线性自抗扰技术可以通过线性扩张状态观测器和线性控制律对总扰动进行实时估计和补偿,大大提高并网逆变控制器的性能.为提高系统输出对电网电压扰动的抑制能力和系统的起动性能,引入电网电压前馈控制策略,提出基于自抗扰控制的电网电压前馈控制策略,采用MATLAB软...     

永磁同步电机自抗扰控制研究

将自抗扰控制引入永磁同步电机的速度环控制中,为减少算法计算量和降低参数调整难度,对非线性自抗扰控制进行结构优化和线性化处理,完成永磁同步电机的线性自抗扰控制器设计和仿真分析.仿真结果表明,自抗扰控制较常规PI控制抗负载扰动能力强,对不同转速的运行具有较强适应性.     

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.     

基于线性自抗扰的脉宽调制整流器预测直接功率控制

传统模型预测直接功率控制响应速度快、抗干扰力强而被广泛应用,但控制目标单一且开关频率较高,使其功率转换率降低.针对该问题,提出一种基于线性自抗扰的三相脉宽调制(PWM)整流器预测直接功率控制.系统内环以功率为控制量,建立功率跟踪偏差的平方和开关频率为损耗函数,并利用滚动优化法选择最优开关状态,省去PWM调制,降低开关频率,另外引入两步预测法与重复控制消除控制延时造成的功率预测误差;电压外环采用线性自抗扰控制器(LADRC)抑制直流侧负载波动的影响.最后,建立基于TMS320F28335控制核心的实验平台,结果表明所提算法的有效性与可行性.     

三相PWM整流器的模糊免疫PID控制

根据模糊参数自整定PID控制和免疫调节机理,设计了一种模糊免疫PID控制器,该控制器综合了模糊控制,免疫调节规律与PID控制技术.将其应用于基于电压定向的直接功率控制中,改善传统PID控制器时整流器的工作性能.仿真结果表明,该方法具有高功率因数、低谐波、动态性能好等优点,并对负载扰动具有良好的抑制效果.     

异步电机的新型非线性自抗扰控制器的研究

为提高控制系统的鲁棒性,抑制电机参数波动及负载扰动的影响,基于自抗扰控制器(ADRC)原理,提出了适用于异步电机控制系统的自抗扰控制器方案.自抗扰控制器由3部分构成:跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性状态误差反馈控制律.自抗扰控制器不依赖于被控系统的具体数学模型并对内外扰有较强的抗扰能力,而且在整个系统工作区间内都会有良好的鲁棒性与适应性.仿真结果表明自抗扰控制器对模型的不确定性以及测量噪声的鲁棒性较好,而且它还具有较优的动态性能.     

虚拟同步控制的港口岸电电源阻抗建模及稳定性分析

为增强系统惯量和阻尼,虚拟同步控制被广泛应用于港口岸电电源中,但虚拟同步控制的港口岸电电源与船舶PWM整流器负荷之间可能存在交互失稳问题.因此,本文首先根据其多时间尺度控制特性,提出了虚拟同步控制的港口岸电电源的分频段dq阻抗模型.其次,基于所建dq阻抗和广义奈奎斯特稳定判据的稳定性分析表明,港口岸电电源的交流电压环与船舶PWM整流器负荷的直流电压环之间存在控制交互作用,进而会诱发系统振荡.增加港口岸电电源的交流电压比例和谐振系数,或减小船舶PWM整流器负荷的直流侧电压比例系数可增强港口岸电供电系统的稳定性.最后基于硬件在环实验平台,验证了阻抗模型和稳定性分析结果的有效性.     

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。     

具有快速动态响应的单位功率因数PWM整流器

ＰＷＭ整流器的负载发生变化时，若仅仅通过电压调节器进行调节，直流输出电压会出现较大的波动，系统的响应速度较慢。在分析直接电流控制的单位功率因数整流器工作原理的基础上，得出整流器的一阶惯性模型，并设计出负载电流的前馈控制器，较好地抑制了在负载变化时直流输出电压的波动，提高了系统的动态响应速度。仿真和实验结果验证了本方案的正确性。     

电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计

为了解决电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计问题,根据整流器在dq两相同步旋转坐标系中的数学模型建立了其功率控制数学模型. 基于功率控制数学模型,结合整流器直接功率控制系统的特点,推得交流侧电感是由功率、功率滞环比较器环宽及开关平均频率决定的;直流侧直流电压是由交流电压、电感及负载决定的;突加负载时直流侧电容是由直流电压波动、功率、电感及负载决定的. 根据上述影响主电路参数的诸多因素,提出交流侧电感、直流侧电压及直流侧电容的设计方法. 计算机仿真和实验证明了本文提出的设计方法是可行的.     

基于直接电流控制的PWM整流器功率控制

在以电网电压矢量定向的同步旋转坐标中，通过分析有功功率和无功功率与交流侧电压、电流空间矢量之间的关系，提出基于内环直接电流控制的PWM整流器功率控制方案，根据PWM整流器交流侧电压方程及有功功率传递关系建立PWM整流器功率控制系统数学模型，完成对电流、电压PI调节器参数的整定。仿真结果表明：PWM整流器启动时的直流电压超调量小，响应速度快，具有极佳的动静态性能。     

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。     

三相电压型PWM整流器的反馈线性化解耦模型和仿真

建立了同步旋转坐标系下的三相电压型PWM整流器的非线性数学模型,应用非线性系统反馈理论,推导出其对应的非线性坐标变换矩阵,得到了三相电压型PWM整流器的状态反馈精确线性化模型,由此提出了无功功率和有功功率的解耦控制策略．仿真结果表明,该控制策略能较好地实现三相电压型PWM整流器的解耦控制,具有较好的动态特性．     

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．     

估计网侧电压的PWM整流器无交流电压传感器控制

根据PWM整流器在两相静止坐标系下的数学模型,提出一种直接估计网侧电压用以实现无交流电压传感器控制的方法。利用滑模观测器(SMO)重构网侧电压并详细分析了观测器的原理和设计步骤,采用谐振式滤波器(RTO)从等效控制信号中提取电压信息,避免了使用低通滤波器带来的信号延时问题。为了削弱系统抖振,将电压估测值作为反馈引入观测器电流模型中,构造一种新型滑模观测器。仿真和实验结果表明使用该观测器的PWM整流器具有良好的动静态响应,验证了所提出的无交流电压传感器控制策略的有效性和准确性。     

三相PWM逆变器鲁棒重复控制策略

为了提高三相CVCF PWM逆变器波形的控制性能(同时具有动态响应快、稳定误差小和鲁棒性好等优点),提出了鲁棒重复控制策略.首先采用鲁棒控制理论对两类不确定建模;然后引进一个虚拟的复不确定△k代替重复控制器中的长延迟环节z -N+m,将重复控制器集成到鲁棒反馈控制器设计之中形成鲁棒重复控制方案.实验结果表明,采用鲁棒重...