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。     

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。     

单相LCL型并网逆变器新型递归神经网络控制

以单相LCL型并网逆变器为研究对象,针对传统比例识分(PI)矢量控制方法存在解耦不准确,且参数固定难以在时变的、非线性的系统参数变化下保证控制性能最优的不足,提出了一种递归神经网络(RNN)控制方法。该控制方法无需对系统解耦,而是基于完整的系统方程,使用单个神经网络控制器取代2个电流回路PI控制器。RNN控制采取了一种改进的列文伯格-马夸尔特(LM)训练算法,该算法相较于传统LM算法,减小了存储和运算难度,提高了训练效率和收敛速度。结果表明：该控制策略下逆变器并网电流总谐波畸变率(THD)由3.5%下降至2.6%,逆变器具有更高质量的稳态输出电流和更快速的动态响应性能,验证了RNN控制策略的可行性。     

光伏发电逆变并网系统复合控制策略

研究了一种适用于兼顾无功补偿的微网光伏并网逆变系统,提出一种单相光伏逆变器的复合控制方法.根据单相光伏逆变器的功率平衡原理,推导出光伏逆变器的直流侧二次纹波电压的大小,由此进行校正补偿消除逆变器输出的三次谐波电流.光伏单相并网逆变器的前馈基波调制信号可由其稳态数学模型得出,从而进行输出电流快速前馈控制,然后利用无差拍控制器来实现输出电流的闭环控制,从而形成了前馈+反馈的复合控制方法,可以实现单相逆变器输出电流的快速、无差跟踪.实验和仿真结果表明了本文所提出的复合控制方法能够提高光伏并网逆变器的工作性能,并改善微网的电能质量.     

基于PR控制的三相光伏发电并网逆变器研究

在光伏发电并网过程中,为了不影响电网的质量,必须保证光伏发电系统的输出电流与电网电压在频率、相位和幅值上保持高度一致。为了使光伏并网逆变器输出的并网电流满足相关的并网标准,选择合适的并网滤波器以及并网控制策略是关键。为了提高并网电流的质量,减少并网谐波电流对电网的污染,选择带LCL滤波器的三相全桥逆变电路。在并网控制策略上选择基于并网电流和电容电流的双环电流控制,将PR控制引入到双环控制系统中,从理论上分析了PR控制能实现对并网正弦参考电流的零稳态误差跟踪和抗电网电压干扰。将双环电流控制和SVPWM相结合,通过仿真实验证实了系统的稳定性。     

比例-谐振控制器在单级式太阳能并网逆变器中的应用

单级式太阳能逆变器在提高效率和降低成本方面具有优势,比例-谐振电流控制器在消除静态误差方面具有优势.针对采用比例-谐振电流控制器的单级式太阳能并网逆变器,设计了电流主令形成方法和控制器参数整定方法.仿真和原理样机试验都证实了所设计的方法的有效性.     

基于LCLLC滤波的并网逆变器联合控制策略

针对传统滤波器采用电流控制策略难以提高并网电流波形质量的问题,在滤波性能较好的LCLLC滤波器的基础上,提出一种改进的加权电流平均值反馈的联合控制策略.在内环采用将滤波电容电流和串联谐振电容电流之和作为反馈量的阻尼控制,在外环采用加权电流平均值反馈的基于比例积分(PI)与准比例谐振(QPR)的联合控制.采用Matlab/Simulink软件进行仿真研究,结果表明:联合控制策略能提高并网电流波形质量、提升电流跟踪效果.     

多电平并网逆变器谐波抑制设计策略研究

为提高并网系统的稳定性和获得高质量的并网电流,将简化的五电平逆变器拓扑电路应用于并网系统,采用T型滤波器滤波、电容电流内环,并网电流外环的双闭环控制提高系统稳定性．针对Pl控制的特点,研究在减小稳态误差和实现单位功率因数并网的参数条件．所设计的系统综合了五电平逆变器拓扑电路、双闭环控制、PI控制的优点,仿真试验验证了该设计的合理性、有效性和可行性．     

基于PI-QPR控制的双向变流器并网研究

针对双向变流器在并网馈能过程中采用比例积分控制存在稳定性误差和系统扰动等问题,在传统的PI双闭环控制策略的基础上,设计了一种新型的双闭环复合控制方法,即在两相静止坐标系下将准比例谐振控制应用于电流内环控制,电压外环采用PI的控制策略;通过MATLAB/Simulink仿真,结果表明:采用该复合控制策略可以实现无静差控制,降低了双向变流器并网电流的谐波含量,系统具备良好的动态性能和鲁棒性能。     

基于BOOST变换风力发电系统单相并网控制技术

针对风力发电系统的单相并网控制技术进行了研究,并系统地分析并网控制器的工作原理及其控制策略.该系统由不可控整流、DC-DC升压变换、H桥逆变和滤波器组成,采用电流闭环控制和电网电压前馈控制.利用Matlab/Simulink仿真软件对单相并网控制系统进行了仿真,验证了所设计系统的可行性.     

基于自抗扰控制器的异步电机鲁棒控制研究

提出采用自抗扰控制技术设计异步电机矢量控制系统,以克服负载扰动、被控电机参数变化、以及建模误差等“内扰”、“外扰”对系统控制性能的不利影响。在MATLAB环境下对提出的异步电机鲁棒矢量控制系统进行了仿真对比研究,结果表明其各方面性能均优于基于PI调节器的矢量控制系统;在TMS320F2812DSP开发环境中编写程序,进行了实验对比研究,结果表明提出的ADRC矢量控制系统的鲁棒性明显优于PI系统,方案可行、有效。     

模糊-PI双模控制与模糊控制的仿真比较

典型的二维模糊控制器因缺少积分环节,难以消除稳态误差,因此控制的精度常常不能满足系统要求.而PI控制器具有良好的消除稳态误差的作用,所以通常将其与模糊控制器结合构成复合控制器.模糊-PI控制的结构多种多样,选取其中的一种--双模控制,通过在MATLAB/Simulink中建立其模型,对其进行了大量的仿真,将其结果与相同条件下典型模糊控制的仿真结果进行比较,得出双模控制在消除稳态误差方面优于模糊控制,并在参数选取方面得出了一定的结论.     

改进人工蜂群算法的四旋翼自抗扰控制参数优化

针对四旋翼自抗扰控制(ADRC)参数整定困难,给工程应用带来较大限制的问题,提出一种改进人工蜂群算法的四旋翼ADRC控制器参数优化方法。该算法采用自适应的探索策略,根据选择概率,从五种不同的搜索规则中进行选择,提高种群的多样性和寻优能力。将ADRC控制器中的参数作为蜂群中的种群应用到四旋翼无人机仿真模型中进行迭代寻优,并把风干扰模型作为环境噪声引入系统,测试算法性能。仿真结果表明,改进后的人工蜂群算法得到的控制器参数响应速度更快,稳态误差更小,抗干扰能力更强。     

非线性自抗扰状态PI控制器的研究

针对线性状态PI控制器只适用于单输入单输出的线性系统的不足 ,提出了非线性自抗扰状态PI控制方法 ,将“自抗扰”控制技术的控制思想应用于常规状态PI控制 ,使其适用于单输入单输出的非线性系统的控制。解决了“自抗扰”控制技术中扩张状态观测器的参数问题 ,并对系统的稳定性进行了定性分析。仿真算例表明 ,非线性自抗扰状态PI控制器对对象模型参数摄动和外扰具有良好的适应性和鲁棒性     

线性系统的输出反馈次优扰动抑制:内模原理方法

 运用内模原理研究线性系统的输出反馈扰动抑制问题.首先根据扰动的动态特性构造内模系统,将最优扰动抑制问题转化为等价的最优调节问题.然后通过构造降维状态观测器重构输出反馈中测量不到的部分状态变量;通过求解一组矩阵微分方程或矩阵方程得到次优控制律,利用控制律中的内模补偿项与外部扰动进行对消.最后采用海洋平台简化模型作仿真示例,将所设计的扰动抑制控制器与前馈反馈最优扰动抑制控制器作比较,证明所设计的控制器能够实现无静差的扰动抑制.     

基于驱动电机控制的电动汽车坡道静止保持系统

针对传统坡道驻车系统制动力释放时间延迟或提前会引起坡道起步具有冲击和后移问题,文中提出了一种基于驱动电机控制的电动汽车坡道静止保持系统,基于驱动电机系统参数建立了坡道静止保持系统动力学模型.对于模型中坡度和整车质量参数的不确定性,系统采用了参数辨识-自抗扰技术控制策略.参数辨识技术作为控制器输入初值,并使用自抗扰控制技术补偿辨识误差.实验数据表明:变遗忘因子最小二乘法能够估算坡度和整车质量参数,且误差在15%以内.此外,控制器中自抗扰算法能消除参数估算误差和扰动,与传统PI控制器相比,具有控制车辆后移距离短、响应速度快的特点.      

深海船舶动力定位的动态面复合自抗扰控制

以自抗扰控制为基础,针对其非线性状态误差反馈控制律和扩张状态观测器分别引入动态面控制及线性自抗扰控制思想进行适应性改造,设计出一种运用于船舶动力定位的动态面复合自抗扰控制器。改进的非线性状态误差反馈控制律是为了提高系统对扰动的估计能力,线性扩张状态观测器是为了在估计扰动的同时对参数的选取进行简化。仿真结果表明,改进后的动态面复合自抗扰控制器有更好的抗干扰能力,对目标值的调节时间更快,鲁棒性更强,提升了船舶动力定位的精准度。     

欠驱动智能水下机器人的自抗扰路径跟踪控制

为削弱欠驱动智能水下机器人(AUV)在路径跟踪过程中遇到的外界环境干扰和载体内部信号传输干扰的影响,以某欠驱动AUV为研究目标,基于自抗扰控制技术以及在Serret-Frenet坐标系下建立的路径跟踪误差方程,结合水下机器人相关运动学及动力学方程,建立了二阶自抗扰路径跟踪控制器,并进行了与传统PID控制器的对比仿真实验.仿真实验包括水平面随机干扰下的圆路径跟踪和渐变干扰下的空间螺旋线跟踪.仿真结果表明,基于自抗扰控制技术的欠驱动AUV路径跟踪控制器能够实现相应的参考路径跟踪任务,同时,相比于传统PID控制器,自抗扰路径跟踪控制器能够更有效地抑制干扰造成的颤抖、超调等现象,具有更优的控制效果.     

无人直升机自抗扰自适应轨迹跟踪混合控制

为满足无人直升机高精度轨迹跟踪的控制需求,并降低直升机动力学模型误差对飞行控制器飞行控制效果产生的影响,提出自抗扰自适应直升机混合控制.该控制器的内环控制采用模型跟随自适应控制,通过使用动量反向传播算法(MOBP)对该内环控制参数进行实时优化.通过使用自抗扰控制(ADRC)对直升机的水平速度进行控制.仿真结果表明,该混合控制器能够实现直升机对预定轨迹的跟踪.相对PID和级联ADRC控制,该控制器具有更好的抗扰性和鲁棒性.通过在200 kg级的专业植保无人直升机XV-2上搭载所提出的控制器,使其自主飞行轨迹跟踪控制的均方根误差在0.6 m以内.     

积分对象的预测函数控制及其性能分析

基于过程脉冲响应设计预测函数控制器,针对积分过程输入端受到干扰后难以跟踪设定值的缺点,运用最优控制思想设计抗干扰控制器,所设计系统具有双自由度的控制结构.所提算法能同时适用于反向响应积分对象和大时间滞后积分对象的控制.仿真实验表明,该方法对过程参数摄动具有良好的鲁棒性及抑制外界干扰的能力.