逆变器带非线性负载时的输出电压控制技术

分析了逆变器带非线性负载时波形畸变的原因和影响 ,将波形畸变分成瞬态畸变和稳态畸变 ,并针对不同畸变给出了几种不同的控制方式 ,即根据非线性负载投入瞬间的冲击电流大小 ,采用自适应调节输出电压幅值的限流方法 ,以改善瞬态畸变程度 ;采用瞬时值波形反馈、无差拍控制技术来补偿稳态畸变波形 .给出了实验结果 ,研究结果对改善逆变器输出波形具有指导意义 .     

模块化多电平变流器输出电流谐波抑制策略

最近电平逼近是模块化多电平逆变器(MMC)常用的调制方法之一,当模块数偏少,或者调制电压过低时,输出电流会产生畸变.从原理上分析了MMC输出电流谐波畸变产生的原因,然后提出了一种抑制MMC输出电流谐波的控制方法.该方法对输出电流进行分频提取后通过PI调节器得到反相谐波电压,最后将反相谐波电压叠加到调制电压上获得总的参考电压.所提出的方法简单可行,易于实现.仿真分析和实验结果表明,采用本文所提出的方法,模块化多电平变流器输出电流的畸变得到较好的抑制.     

基于电流观测器的链式STATCOM反步控制方法

针对电网中链式静态同步补偿器(STATCOM)系统的非线性特性和不确定性,提出了一种基于高增益自适应观测器的链式STATCOM反步控制方法.针对STATCOM的输出电流值的估计,设计了一种基于神经网络高增益观测器,通过引入径向基函数(RBF)神经网络,对模型参数变化进行估计,通过反馈设计,对系统进行线性化处理,利用反步法实现电压控制器设计.结合李雅普诺夫的渐近稳定性理论,获得链式STATCOM输出无功电流的控制.仿真和实验结果进一步验证了控制方法的正确性和有效性.     

小波滤波在静止同步补偿器中的应用

电力系统无功功率平衡非常重要,静止同步补偿器是基于逆变技术的新一代动态无功补偿装置,同静止无功补偿器相比有很多优点,具有广阔的市场前景.新技术应用于静止同步补偿器可提高其性能,将小波滤波应用于静止同步补偿器中,小波滤除谐波后的电流进行dq变换得基波电流的有功分量和无功分量,静止同步补偿器直流侧电压闭环PI控制维持直流侧稳定,基波无功电流分量和PI调节器输出dq反变换得静止同步补偿器输出电流的参考信号,用跟踪控制技术控制逆变器.仿真结果显示应用效果良好.     

逆变器非线性负载时的输出电压控制技术

分析了逆变器带非线性负载时波形畸变的原因和影响，将波形畸变分成瞬态畸变和稳态畸变，并针对不同畸变给出了几种不同的控制方式，即根据非线性负载投入瞬间的冲击电流大小，采用自适应调节输出电压幅值的限流方法，以改善瞬态畸变程度；采用瞬时值波形反馈，无差拍控制技术来补偿稳态畸变波形，给出了实验结果，结果对改善逆变器波形具有指导意义。     

Boost变换器状态反馈的精确线性化控制

将控制目标引入系统状态方程,建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型.从理论上证明了所建立的系统模型满足状态反馈精确线性化的能控性条件和对合条件,构造了相应的非线性输出函数,得到非线性状态反馈控制律,实现了原系统的状态反馈精确线性化,并详细分析了反馈系数的选取.所提控制方案不需要附加电压比例积分(PI)环节,控制简单,对输入电压、负载和系统元件参数扰动均具有较强的鲁棒性.仿真结果表明,基于文中所提控制方法的系统性能优越,各项指标均优于无源性控制方案.     

基于遗传算法的D-STATCOM改善配电网电压稳定性研究

针对配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)在电力系统发生三相故障条件下稳定负载电压的要求,提出了一种基于p-q瞬时功率理论的PI参数优化的电压稳定控制新方法.先在dq0坐标下快速检测瞬时电气量的变化,然后通过遗传算法进行D-STATCOM控制器PI参数寻优,最后由D-STATCOM发出补偿电流对电压进行稳定.在Matlab/Simulink环境下进行了仿真,结果表明了该方法在电力系统三相故障时,D-STATCOM可以快速恢复负载电压稳定,对电压敏感负荷能进行有效保护.     

矩阵式变换器的输出电压补偿

为了减小矩阵式变换器输出电压误差和输出电流畸变,提出了一种输出电压补偿方案。针对不同的输出电压误差成因采用不同的补偿方法,直接脉宽补偿用于多步换流和器件开关延时,等效电压补偿用于器件导通压降。在矩阵式变换器-异步电机矢量控制系统上进行了实验研究。当输出频率为5Hz时,采用该补偿方案使输出电流总谐波畸变率(THD)从6.32%降低至4.92%;当频率为15Hz时,输出电流THD从5.46%降低5.30%。结果表明:采用该补偿方案可以有效抑制输出电流THD,在低速运行下补偿效果更加明显。     

矩阵式变换器的输出电压补偿

为了减小矩阵式变换器输出电压误差和输出电流畸变,提出了一种输出电压补偿方案。针对不同的输出电压误差成因采用不同的补偿方法,直接脉宽补偿用于多步换流和器件开关延时,等效电压补偿用于器件导通压降。在矩阵式变换器-异步电机矢量控制系统上进行了实验研究。当输出频率为5 Hz时,采用该补偿方案使输出电流总谐波畸变率(THD)从6.32%降低至4.92%;当频率为15 Hz时,输出电流THD从5.46%降低5.30%。结果表明:采用该补偿方案可以有效抑制输出电流THD,在低速运行下补偿效果更加明显。     

静止同步补偿器不平衡控制的伴生谐波与对策

采用静止同步补偿器(STATCOM)对配电系统中公共连接点处不平衡电压和电流进行控制是改善电网电能质量的一种有效方法.本研究利用开关函数基频模型,分析了STATCOM在不平衡控制时因交直流侧的调制耦合而导致STATCOM输出电流波形畸变的机理,提出了一种改进的开关函数,切断了STATCOM直流侧与交流侧的耦合通路,消除了不平衡补偿对STATCOM输出补偿电流的影响.以三相负荷不平衡控制为例,搭建了三相不平衡控制系统的仿真模型,验证了理论分析的正确性.     

基于MATLAB设计电压型Buck变换器

本文基于电压控制型Buck电路提出了一种双极点双零点补偿网络控制器,用一对零点来抵消输出滤波器双重极点的谐振增益,通过建立Buck变换器的小信号等效电路模型,应用MATLAB对补偿器和整个电路进行了仿真分析,验证了理论分析与设计的正确性,设计的变换器在保持足够的稳定裕度下可获得较好的稳态和动态性能。     

基于重复PI控制的光伏并网逆变器

针对传统PI控制无法实现无静差跟踪的缺点,对逆变器的控制策略进行改进.电压前馈补偿可以抵消电网作用, 使系统近似成为一个简单的无源跟随系统.基于内模原理的改进型重复PI控制策略,对于消除非线性负载及其他周期性干扰引起的波形畸变具有明显的效果.仿真结果表明,并网电流波形良好,并网电流基本与电网电压同频同相,并网的功率因数近似为1,完全满足设计的要求.     

基于卡尔曼滤波和高频信号注入法的永磁同步电机转子位置自检测

永磁同步电机的运动控制是一个强耦合的非线性动态控制系统,而且在控制过程中测量数据带有噪声,采用传统的线性控制理论很难达到系统要求.提出一种非线性系统的随机观测器--卡尔曼位置观测器,它用于高频信号注入法下的转子位置检测.利用脉动高频信号注入法进行永磁同步电机转子位置自检测,将产生的高频载波电流解调后,送入设计的卡尔曼位置观测器,可有效去除干扰噪声,准确观测出转子位置.仿真实验结果表明,在有系统噪声和测量噪声的情况下,基于卡尔曼位置观测器的脉动高频信号注入法能够精确地跟踪转子位置.     

模糊PI参数自适应永磁同步电机矢量控制系统的研究

利用控制对象的非线性、参数时变性的特性,将基于模糊推理的模糊PI控制器加入到永磁同步电机控制系统中,在MATLAB／Simulink中建立相应的仿真模型．仿真结果显示,该系统具有反应速度快、超调小、动态性能好等优点．     

可调直流母线电压永磁电机矢量控制策略

针对电动汽车电力驱动系统中采用固定直流母线电压的驱动方式存在直流电压利用率低、电机电流纹波大的不足,研究了适用于电动汽车的可调直流母线电压永磁电机矢量控制策略。根据逆变器参考电压矢量幅值,采用双向DC/DC变换器实时调节直流母线电压的方法,改善矢量控制系统整体性能。最后利用MATLAB对永磁电机新型矢量控制策略进行了仿真,仿真结果表明可调直流母线电压永磁电机矢量控制系统能有效地提高直流电压利用率,减小转矩脉动,改善电机电流波形,减小电机电流总谐波畸变率,证明了该控制策略的有效性和可行性。     

SVC非线性控制对改善电力系统稳定的研究

用直接反馈线性化控制理论，为ＳＶＣ设计了电压型非线性控制器，提出纯电压型ＳＶＣ控制器只能维持装设点电压，不能增加系统阻尼。对纯电压型ＳＶＣ非线性控制器进行了改进，设计出了既有维持ＳＶＣ装设点电压水平能力，又能显著增加系统阻尼，较为完善的信号调制型ＳＶＣ综合非线性控制器。对输电线上装设ＳＶＣ的单机无穷大系统进行了数字仿真，证明控制器具有良好的动态性能。所设计的两种控制器均实现了当地信号控制，并从理论上保证了控制器具有很好的鲁棒性。     

五相永磁同步电机的变饱和柔性变结构控制

五相永磁同步电机因其可实现低压大功率、高可靠性、低电压直流供电、输出转矩脉动小等优点,在航空、舰船推进、电动汽车和高速电梯等领域得到了广泛应用。将其解耦,分别得到能量转化空间和广义零序空间,引入了柔性变结构的控制策略,设计了一种变饱和变结构控制器。仿真和实验结果表明,替代传统PID控制的柔性变结构五相永磁同步电机控制系统响应速度更快,转矩脉动更小。     

改进无差拍的永磁同步电机自抗扰控制策略

传统永磁同步电机（PMSM）矢量控制系统受到外界干扰时,容易引起转速、电流剧烈波动。基于这些问题,提出了基于改进无差拍电流预测控制（DPCC）的永磁同步电机自抗扰控制（ADRC）策略。首先,设计自抗扰控制器用于转速环,代替传统的PI控制器,自抗扰会根据扰动强弱自我调节;其次,将改进的无差拍电流预测控制用于电流环,提高了整个系统的控制精度;最后,在Matlab/simulink进行仿真,将速度环ADRC+电流环改进的DPCC,分别与传统PMSM矢量控制系统及速度环PI+电流环改进的DPCC进行对比,结果表明：与传统PMSM矢量控制系统及速度环PI+电流环改进的DPCC控制系统相比,速度环ADRC+电流环改进的DPCC控制系统的超调量更小,抗干扰能力更强。     

纯电动赛车动力系统的优化

为优化纯电动赛车的动力性能和经济性能,提高赛车在比赛时的竞争力,在纯电动赛车动力系统选型及参数匹配基础上,应用Simulink软件建立电机控制模型,并基于SPSA算法对永磁同步电机控制参数进行在线整定,优化电机PI控制参数,改善永磁同步电机控制精度,实现赛车动力系统的优化。Cruise和Simulink整车联合仿真结果表明,赛车75 m直线加速时间为422 s,剩余SOC为842%,最高车速可达到114 km·h-1;赛车完成耐久工况行驶后,剩余SOC利用率提高了16%。在同样工况下,保持赛车动力系统参数不变,优化PMSM控制参数后动力性能明显改善,可延长动力电池的使用寿命,增加赛车的续驶里程。     

切换系统下永磁同步电机混杂系统模型

永磁同步电机在实际控制运行状态中,不但包含连续状态,还包含离散状态,无论针对哪种状态进行单一控制都无法获得良好的效果.因此结合工程实践,在考虑漏电感及直轴交轴电感的情况下,通过分析磁链方程,建立三相坐标系下永磁同步电机本体的非线性时变模型.针对逆变器建立其开关函数表,作为电机定子电压的离散状态,进而建立起永磁同步电机的开关混杂模型.通过开环状态下的仿真运行,证明了其正确性,为针对该混杂系统的控制及优化研究提供了基础.