负荷补偿用静止同步补偿器控制方法的研究

针对低压配电系统或工业负荷的特点,提出一种适用于小功率静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)装置的基于电流直接控制的控制方案,并用MATLAB软件进行了仿真验证。实验采用基于DSP控制的实验平台,设计了50 kvar STATCOM实验系统。将仿真结果和实验结果对比,证明设计的可行性。通过对STATCOM进行的基波无功补偿实验和谐波与基波无功的全补偿实验,证明STATCOM的良好的无功补偿性能。     

模块化多电平变流器控制系统设计

分析了模块化多电平变流器控制系统的特点及其要求,并设计了满足实时性和一致性要求的控制系统。控制系统采取两级架构,主控制器采取DSP+FPGA构架,子模块控制器采取FPGA控制,两者之间采用高速工业光纤进行控制指令和数据的传输。设计实现了载波移相调制功能,并对控制系统的实时性与一致性进行分析和实验验证。     

嵌入式网络控制系统设计与实现

为了实现嵌入式网络接口控制系统,提出了基于网络接口芯片AX88180与TMS320F2812DSP控制芯片的嵌入式解决方案。完成了该系统的硬件设计与软件实现方案。嵌入式网络控制系统硬件组成包括DSP处理器、FPGA控制器、以太网控制器AX88180芯片、物理层控制器88E1111芯片、网络控制接口等主要部分,其中TMS320F2812DSP处理器负责通信协议控制,FPGA处理器完成网络数据与并行总线数据之间的转换,并控制SRAM芯片的读写操作,AX88180芯片负责对网络接口的数据格式转换,DSP与FPGA之间采用SRAM进行数据交换。实验结果表明,在网络通信速度为1Gb/s,通信频率为100Hz/s的情况下,系统工作稳定。     

电气化铁路用单相链式STATCOM控制策略

为了研究单相链式STATCOM(static synchronous compensator)对电气化铁路电能质量问题的治理情况,在建立单相链式静止同步补偿器的数学模型基础上,得出单相链式结构中链节悬浮电容的充放电规律,从而提出一种基于占空比调节的悬浮电容电压平衡控制策略。针对单相链式STATCOM的电流控制问题,基于内模原理,采用准PR调节器对交流正弦电流信号进行跟踪,最后结合悬浮电容电压平衡控制策略及电流控制方法,给出了链式STATCOM的电压外环,电流内环的双闭环整体控制策略,并在6MVA STATCOM仿真模型上进行了仿真研究。同时,构建了基于DSP+FPGA的STATCOM原理样机,并进行了相关实验。仿真及实验结果验证了所提控制策略的有效性及可行性。     

基于STM32分布控制的级联H桥STATCOM设计

针对目前级联H桥STATCOM存在的结构的冗余度较低;采用IGBT时成本较高;控制系统与触发系统的电源较为复杂;系统信息传递由于隔离的需要,必须选用光纤通信,研究并设计了一款基于STM32分布控制的级联H桥STATCOM装置。文中介绍了该装置基本拓扑结构与控制系统的实现原理;采用低次谐波最小法原则计算出每个H桥中MOSFET的开通关断时间,实现拟合正弦波输出。分布控制部分由STM32系列芯片作为控制芯片,控制各H桥的触发、信息采集并将信息传递给作为主机的DSP芯片;在EMTP电力系统电磁暂态分析仿真软件中搭建了12H桥级联的仿真模型,仿真结果表明了设计的正确性和可靠性。另外,还设计了12H桥级联STATCOM的实验装置,该装置实现了设计功能,验证了文章内容的可行性。     

基于FPGA的电力电子变换器控制系统设计

电力电子变换器控制系统一般是基于数字信号处理器或以DSP为主,现场可编程门阵列为辅的控制系统架构进行设计,但在一些实时性要求高、扩展性强的应用场合受到限制。而以FPGA为主进行设计的电力电子变换器控制系统具有集成度高、实时性好的特点,能更好地满足高性能控制系统需求。在深入研究FPGA架构基础上,系统分析了采用FPGA的电力电子变换器控制系统设计实例,概括得出基于FPGA的电力电子变换器控制系统的一般设计原则与设计方法,为其在电力电子变换器控制系统设计中的深入应用奠定基础。     

一种基于DSP-FPGA的辅助逆变器核心控制系统

辅助逆变器为电力机车辅助设备供电,其性能将直接影响电力机车的整体运行情况。本文所述辅助逆变器核心控制系统采用基于浮点数字信号处理器(digital signal processor,DSP)和现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的系统架构。以FPGA部分为重点,采用了一种基于矢量旋转的简化三电平空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM),并通过三角函数运算的简化、高效率除法器等关键性设计避免DSP进行大量三角函数运算,减少硬件资源占用。实现了基于FPGA的AD采样与数据处理及DSP与FPGA之间基于双端口RAM的异步通信,充分利用了FPGA强大的高速并行处理能力。最后,搭建基于RT-LAB与辅助逆变器核心控制系统的半实物实验平台,实验结果证明了辅助逆变器核心控制系统FPGA部分设计方案的可行性与正确性。     

±50 kvar静止无功发生器的的软硬件设计

根据中、低压配电系统或工业负荷补偿的要求,提出了基于DSP的静止同步补偿器(STATCOM)软硬件的设计方法,并在此基础上研制了一台±50 kvar STATCOM装置。重点介绍了装置的主电路设计、基于TMS320F2812 DSP的闭环反馈间接电流控制器的硬件结构和控制系统的软件设计以及STATCOM的保护电路设计。实验结果表明,基于该设计方法的±50 kvarSTATCOM装置有着较好的无功补偿效果,具有较好的工程应用前景。     

静止同步补偿器电压控制器的设计与实现

提出了STATCOM用于维持接入点电压的控制策略,并设计出了相应的变结构神经网络模糊控制器,给出了控制器的DSP实现方案.开发出了采用变结构神经网络模糊控制的基于PWM控制方式的±300kvar STATCOM实验装置.为了验证STATCOM装置维持接入点电压的性能,论文给出了装置在冲击性无功负荷和电网电压不平衡情况下的实验结果,实验结果证明了STATCOM实验装置维持接入点电压控制策略的可行性和正确性.     

基于DSP和FPGA双核架构的电动机控制系统设计

针对永磁同步电动机(PMSM)的传统DSP控制系统工作效率低的问题,提出利用DSP结合FPGA构建双核架构电动机控制系统。在永磁同步电动机双反馈控制模型的基础上,将空间矢量算法有效分解为3个控制单元,采用多级流水处理的方式在FPGA芯片中高效执行。同时利用DSP通过并行总线完成与外围电路的实时高速通信,并对数据进行预处理。所设计的电动机控制系统,充分将DSP和FPGA的优势有机结合,为复杂非线性控制算法的实现提供了有效的硬件基础。