矩阵变换器空间矢量调制策略的简化算法

矩阵变换器(Matrix Converter,MC)是一种具有理想性能的变换器,但其控制算法的复杂性限制了其在实际中的应用.MC的空间矢量调制策略中需要进行正弦函数、正切函数和复数运算,计算量大,增加了数字处理器的负担.本文通过对传统算法的分析研究,将占空比用三相输入电压值和三相参考输出电压值来计算,避免了复杂的正弦函数、反正切函数和复数计算.并给出了一种扇区划分方法,使得占空比表达式在各扇区内具有统一的形式,便于实际编程实现.仿真结果验证了简化算法的正确性.     

三相PWM整流器空间矢量简化算法

为了解决常规的电压空间矢量控制算法中需要进行复杂的正弦函数、反正切函数运算，以及在实际控制系统中实现起来困难，同时也影响系统的动态性能等问题，作者提出了一种基于电压空间矢量的简化算法．该算法根据参考电压矢量在印坐标系上的分量直接计算电压空间矢量在各个扇区内的作用时间，简化了运算过程，进行了相关程序的编写，并以DSPTMS320LF2407A作为控制系统的核心进行实验研究，从而得出结论：该算法易于数字化实现，程序简单，运行速度快，动态响应好；用Matlab对系统进行了仿真，仿真结果验证了作者所提出的电压空间矢量算法的正确性与有效性．     

三相PWM整流器空间矢量简化算法

为了解决常规的电压空间矢量控制算法中需要进行复杂的正弦函数、反正切函数运算,以及在实际控制系统中实现起来困难,同时也影响系统的动态性能等问题,作者提出了一种基于电压空间矢量的简化算法.该算法根据参考电压矢量在αβ坐标系上的分量直接计算电压空间矢量在各个扇区内的作用时间,简化了运算过程,进行了相关程序的编写,并以DSP TMS320LF2407A作为控制系统的核心进行实验研究,从而得出结论:该算法易于数字化实现,程序简单,运行速度快,动态响应好;用Matlab对系统进行了仿真,仿真结果验证了作者所提出的电压空间矢量算法的正确性与有效性.     

基于模糊PI控制的三相船用逆变电源研究

为了使船用逆变电源输出高质量的正弦电压,同时考虑到三相逆变器带不平衡负载的情况,文中设计了一种基于模糊PI控制的三相电压空间矢量控制器.该控制器通过改进三相线电压的正负序分量分解方法,并为模糊PI控制器设定合理的控制规则和合适的参数,使输出电压同时拥有稳定,三相平衡和响应快速的特点.利用一台三相逆变电源样机对该控制器和传统控制器进行对比实验后,得到的实验结果显示,基于模糊PI控制的三相电压空间矢量控制器在三相负载平衡与不平衡条件下都能输出高质量的电压波形曲线,并且响应快,超调小,具有良好的带载性能.     

电压空间矢量控制的三相PWM整流器的研究

本文提出了一种简单的电压空间矢量算法，该算法根据参考电压矢量在αβ坐标系上的分量直接计算电压空间矢量在各个扇区内的作用时间，简化了运算过程。并以DSP为核心，设计了系统的硬件和软件结构，用Matlab对系统进行了仿真，仿真结果验证了本文所提出的电压空间矢量算法的有效性。     

一种高性能风力发电系统控制策略的研究

传统风力发电控制系统中PWM整流器是一个多变量、鲁棒性差的非线性系统,针对控制系统中存在的功率因数低、电流波动大、响应速度慢等缺点,提出了一种新颖的双闭环控制策略:将改进型滑膜变结构控制方法和前馈解耦控制方法分别应用于电压外环和电流内环,同时采用空间脉宽矢量调制方法减少电压谐波.在TMS320F2812的实验平台上进行实验,实验结果证明新方法能够稳定直流侧电压输出,使整流系统网侧电流输入正弦化,控制系统的功率因数接近单位功率因数.     

基于模型预测的简化定频PWM三电平整流器控制策略

对于三相电压源型PWM整流器而言,有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)是一种新颖的高性能控制算法.但对于三电平PWM整流器而言,存在计算量巨大和开关频率不固定等缺点.在此背景下,提出一种基于模型预测控制的简化定频PWM调制策略.该算法无需对三电平27个矢量进行轮询计算,直接通过求取含有电流偏差和中点电位偏差的价值函数获得最优目标电压矢量,大大减少了计算量.实验结果表明,提出的简化调制策略能够实现NPC三电平整流器定频控制和中点电位调节,并且具有良好的动、静态性能.     

基于Saber的空间矢量PWM实现方法

为研究基于Saber的PWM整流器的控制,在分析了空间矢量PWM原理的基础上,设计了一种基于Saber和MAST语言的空间矢量PWM波形的产生方法,并应用于三相电压型PWM整流器的系统仿真.仿真结果验证了该设计的正确性和可行性.     

60°坐标系下新型模块化多电平变流器空间矢量脉宽调制的简化通用算法

对任意电平逆变器在60°坐标系下的空间矢量脉宽调制通用算法进行研究;并在此基础上推导出了多电平与两电平电压矢量之间的作用时间矩阵;为了减小输出电压波形畸变率,降低开关的损耗,对冗余电压矢量的选择方法和最优合成顺序进行了确定,最后,在PSIM中搭建了模块化多电平的仿真模型,并将基于60°坐标系的空间矢量调制算法用程序实现,证明该简化算法的通用性和正确性,仿真实验也证明随着电平数的增加,输出线电压波形越接近正弦波.     

容错型牵引电机驱动系统的间接定子量控制

针对基于三相四开关容错逆变器的电力牵引传动系统,提出牵引电机的间接定子量控制方案.采用间接定子量算法生成参考电压矢量,以固定逆变器开关频率和减小电磁转矩脉动;通过含有饱和限幅环节的改进型磁链观测器抑制定子磁链的积分漂移.针对三相四开关空间电压矢量的特殊性,给出了容错逆变器SVPWM调制算法;考虑到容错逆变器直流侧电容中点电压不平衡的问题,建立了中点电压补偿模型,提出了一种基于PID调节器的补偿方案.通过MATLAB/Simulink仿真实验证明了所设计的基于三相四开关容错逆变器的牵引电机间接定子量控制方案的可行性和有效性.     

单相五电平脉冲整流器滑模比例积分谐振控制

以基于耦合电感的新型单相五电平脉冲宽度调制（PWM）整流器为研究对象,为了提升系统动态响应、维持单位功率因数、减少网侧电流谐波含量,提出滑模比例积分谐振（PIR）控制算法. 通过对新型单相五电平PWM整流器的电路拓扑和工作原理分析,构建整流器d-q同步旋转坐标系下的数学模型,推导整流器电压外环滑模和电流内环PIR控制算法,给出具体设计过程. 与d-q坐标系传统比例积分（PI）电流控制算法相比,所提滑模PIR控制算法动态响应速度更快,网侧电流谐波含量更低. 搭建基于MATLAB/Simulink的仿真模型和基于RT-lab的半实物实时仿真平台,对滑模PIR控制算法与d-q坐标系传统PI电流控制算法分别进行计算机仿真和半实物实验对比研究,仿真和实验结果验证了所提滑模PIR控制算法的正确性和可行性.     

基于虚拟磁链的PWM整流器直接功率控制研究

以虚拟磁链为核心,建立三相Boost型脉冲宽度调制(PWM)整流器直接功率控制系统的模型结构.应用矢量空间变换方法及数字信号处理(DSP)技术,给出控制系统中交流电压、虚拟磁链和瞬时功率估计的数字化算法,探讨PWM调制开关表与功率滞环控制器的构成机制,并在实验平台上对所设计的基于虚拟磁链的三相Boost型PWM整流器直接功率控制系统进行实时控制试验.为检验控制系统性能,试验时在电源电压中注入5%基波幅值的5次谐波.试验结果表明,与传统的直接功率控制方法相比较,基于虚拟磁链的三相Boost型PWM整流器直接功率控制系统结构简单,能有效减少传感器的数量,且抗干扰能力强,电网输入电流的畸变较小,具有更优的瞬时功率静动态控制特性.     

基于反向解耦的PWM整流器分数阶内模控制

针对三相电压型PWM整流器提出一种新型的双闭环控制策略。基于同步旋转坐标系下PWM整流器的数学模型,利用反向解耦方法实现电流环的完全解耦,且避免了复杂的矩阵求逆运算;根据内模控制(internal model control, IMC)原理,设计了电流环IMC-PI控制器,该控制器仅有一个可调参数;在电压外环控制器的设计中,将IMC与分数阶控制(fractional order control, FOC)相结合,给出一种分数阶内模控制器的设计方法,并利用系统截止频率和最大灵敏度指标,实现了控制器参数的鲁棒整定。仿真结果表明,所提方法可使系统具有更好的动态响应及抗扰性能。     

PWM整流器两种调制方式的研究

通过对SVPWM的调制函数模型进行分析,找到了SPWM和SVPWM调制方式的内在联系．并依据SVP-WM的相电压和线电压调制模型及MATLAB仿真波形,证明三相电压型整流器在SPWM和SVPWM两种调制方式下基波电流波形都为正弦波,可以用于PWM整流器的电流环控制．     

一种新型双闭环三相PWM整流器的仿真研究

采用一种基于输入输出电流解耦反馈的控制策略和PI调节方法,以三相整流器在d-q同步旋转坐标系中的模型为基础,建立电流内环和电压外环的PWM整流器简化数学模型,并且运用MATLABR2009a建立系统仿真模型,保证输出电压的稳定性。     

基于归一化模型的单相PWM整流器控制策略研究

针对经典的单相PWM （Pulse Width Modulation）整流器在旋转坐标系下需要虚构与输入电流和电压相正交的电流和电压分量且控制系统复杂的问题,利用等效变换的方法,构建了单相PWM整流器在静止坐标系下控制策略的归一化模型.归一化模型揭示了静止坐标系下的比例谐振控制策略和旋转坐标系下的经典控制策略的内在联系与区别.为进一步简化控制策略,文中还对归一化模型中的电流内环控制结构进行了改进,并给出控制器参数配置准则.最后,通过仿真和实验验证了本文所提出的归一化模型的正确性和有效性.     

电压型PWM整流器数学模型及非线性控制策略

根据电压型PWM整流器的基本动态数学模型,得到仿射非线性模型、欧拉-拉格朗日及端口受控的哈密顿耗散模型。结合非线性控制理论,论述了电压型PWM整流器的反馈线性化、无源控制（PBC）策略,指出了上述各种非线性控制策略的优缺点。提出了PBC和自抗扰控制相结合,实现优势互补的控制策略。     

基于双VSR的风电机组并网控制策略

针对兆瓦级永磁同步发电机组并网的控制要求,基于三相电压型脉宽调制（PWM）整流器的数学模型,重点研究了直接电流控制双闭环级联结构的三相电压型PWM整流器和基于SVPWM的三相电压型PWM整流器的控制系统设计,提出基于双电压型PWM整流器（VSR）的风力发电机组的并网控制策略,并建立该控制策略的等效电路模型.通过对该并网控制策略等效电路模型的仿真分析,验证了PWM整流器的升压整流特性;同时,该等效电路输出的三相交流相电流总谐波畸变率仅为1.64%,电流波形正弦度良好.仿真结果验证了该并网控制策略的可行性．     

基于3电平整流器的永磁同步电机侧的研究

针对二极管箝位式3电平PWM整流电路拓扑结构和直驱型风力发电系统的特点,介绍了3电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理,建立了3电平永磁同步发电机在旋转坐标系下的数学模型,分析了电流转速双闭环控制策略,并对3电平整流器控制系统及SVPWM调制脉冲的产生进行了仿真.结果表明:3电平永磁同步电机SVPWM整流技术能够有效地控制转速,稳定系统直流电压.     

考虑直流侧CLC滤波的三相PWM整流器输出阻抗特性研究

PWM整流器能够实现AC/DC变换,既能为直流负载提供稳定的直流电压,又能控制交流侧电压电流同相位,实现单位功率因数;然而,一旦直流负载呈现负阻抗特性,系统可能出现震荡风险,影响系统稳定性.因此需要对其稳定性进行分析.CLC滤波电路对抑制三相PWM整流器直流侧纹波有一定作用,文中通过小信号建模方法推导出了考虑CLC滤波的PWM整流器直流侧输出阻抗,并通过扫频法验证了阻抗模型的准确性,并且分析了滤波参数、交流侧电感、电压外环比例系数和电压外环积分系数对阻抗的影响,当增大电压外环比例参数时,可以降低阻抗中频段幅值进而提高级联系统稳定性.