新型双Buck并网逆变器及其双二阶滑模控制

为了解决双Buck逆变器直流输入利用率低、磁件体积重量大的缺陷,提出一种新型双Buck全桥并网逆变器拓扑,所用器件较少,结构简单;且为使该新型拓扑输出高质量的并网电压和电流,采取以电容电压和电感电流双二阶的滑模控制策略.分析新型拓扑的工作模式和等效电路,给出双二阶滑模控制器的设计过程.仿真与实验结果表明,采用双二阶滑模控制策略下的新型双Buck全桥并网逆变器能够具有很好的动态和稳态性能,且输出的并网电压谐波畸变率小,对直流输入和电网电压扰动的抑制能力强,适应于新能源发电的并网.     

双Buck逆变器的双环滑模控制策略

针对传统电压电流双环控制下双Buck逆变器电压调整率和动态性能的问题,提出一种基于滑模控制的双环控制策略,其中电感电流参考量是输出电压误差经PI调节后得到的。选取电感电流误差、输出电压误差及其动态误差作为3个状态变量,以此建立滑模面函数,并对滑模控制器进行了设计。仿真和实验结果表明采用双环滑模控制的双Buck逆变器稳态精度高、谐波畸变率小、带负载能力强,相较于传统的双环控制,双环滑模控制具有更好的鲁棒性和动态性能。     

单Buck逆变器布尔型滑模控制研究

为了提高逆变器滑模控制器的稳态精确度,针对一种由一个双向Buck变换器和桥式换向电路组成的单Buck型逆变器进行类似Lyapunov函数的布尔量滑模控制策略的研究.在其等效电路的状态空间平均法动态模型基础上,建立单Buck型逆变器等效电路的三阶系统数学模型,构建具有电流环节和积分环节的全状态变量滑模切换函数,在此切换函...     

基于积分滑模控制的单Buck逆变器

针对单Buck逆变器提出了一种新颖的积分滑模控制策略。给出了单Buck逆变器的三阶动态模型,并详细阐述了三阶系统积分滑模控制器的设计思路,最后进行了实验验证。实验结果表明采用积分滑模控制,逆变器具有较小稳态终值误差、强鲁棒性和良好动态性能。     

新型单Buck逆变器三阶积分滑模控制策略

为进一步提高逆变器滑模控制器的稳态精度,针对一种由一个双向Buck变换器和桥式换向电路组成的单Buck型逆变器进行了三阶积分滑模控制策略的研究.在其等效电路的状态空间平均法动态模型基础上,采用微分几何理论中李导数方法阐述了滑模控制器的设计,同时给出了滑模切换面系数的选取方法.分别采用传统比例微分控制策略和三阶积分滑模控制策略进行了对比实验.实验结果表明三阶积分滑模控制大幅度减小稳态终值误差,改善了系统的稳态性能,同时具有良好的动态性能,减弱控制系统的干扰和漂移.实验验证了所采用三阶积分滑模控制策略的正确性.     

基于单周定频滑模控制的双Buck全桥并网逆变器

通过结合单周控制和滑模控制得到单周定频滑模控制,并在分析双Buck全桥并网逆变器工作原理的基础上,重点研究了该拓扑的单周定频滑模控制。仿真结果表明,在新控制方法下的双Buck全桥并网逆变器对输入扰动和电网扰动都具有很好的抑制能力,表现出很好的动态和稳态性能,且输出并网电流波形谐波含量低,波形质量好,是一种具有高性能的并网逆变电源。     

新型Buck逆变器3阶滑模控制策略

为提高滑模控制变换器的稳态精度,针对一种由两组独立对称的双向Buck变换器组合的新型DC/AC逆变器拓扑提出了3阶滑模控制策略。基于系统等效电路的动态模型,采用李导数给出了3阶连续滑模控制器详细分析和设计,并给出了滑模面系数的选取方法。该文还采用映射法把三维轨迹化为两维情况,简化分析过程,且运用相平面法形象描述滑模切换区和滑模运动。实验结果证明此3阶滑模控制策略较好地改善了系统的稳态性能,同时具有良好的动态性能。     

Buck变换器的电压电流双闭环终端滑模控制

针对传统单闭环线性滑模控制Buck变换器中存在的响应速度慢、稳态精确度低等问题,提出一种电容电压/电感电流双闭环终端滑模控制方法。考虑负载电阻未知情况,设计负载估计器,限制负载电流在额定范围内以实现过流保护;基于基尔霍夫定律建立Buck变换器在开关导通和关断两种情况下的统一微分方程模型。针对外环电容电压环和内环电感电流环,分别设计终端滑模控制器和线性滑模控制器以满足其不同的控制性能要求,实现电容和电感非线性器件的瞬态性能控制,并在有限时间内输出期望的直流电压。基于滑模存在条件,推导出保证Buck变换器在开关导通和关断两种情况下的统一稳定条件。与传统单闭环线性滑模控制方法的仿真对比证明所提控制方法的有效性和可行性。     

基于二阶滑模控制的定频Buck数字电源设计

为了解决Buck型数字电源在大的动态负载范围下存在输出电压超调、误差收敛慢的问题,本文提出二阶滑模控制器与线性跟踪微分器(TD)相结合的方法.利用电压误差的二阶导数作为附加滑模面,提高控制器阶次,优化控制器的动态性能,同时针对传统微分器易受采样噪声影响导致高阶滑模控制器应用困难的问题,利用高阶线性跟踪微分器来得到信号的各阶导数.最后搭建了基于STM32G474的控制平台,实验结果表明,相比于传统的滑模控制器,改进后的二阶滑模控制器具有更强的鲁棒性,动态性能更好,具有较高的实际应用价值.     

基于指数趋近律的Buck变换器滑模控制方法研究

在滑模电压控制Buck变换器基础上,增加电感电流状态变量,建立了三阶滑模控制器数学模型,并讨论了滑模面参数选择和系统开关频率估算问题.将指数趋近律应用于三阶滑模控制器,可有效避免因增加系统快速性导致电感电流超调量过大的缺点.构建Simulink模块,并通过Matlab/Simulink仿真,可通过调节趋近律参数使系统同时具备较好的动态特性和稳态精度,进一步验证了算法的有效性.