重复和PI复合控制在光伏逆变器中的应用

优化光伏并网逆变器性能的关键在于控制方法的改进.PI控制很难做到对交流信号进行无静差跟踪,而重复控制动态性能较差.研究了重复控制和PI控制复合控制方法在单相光伏并网逆变器中的应用,分析了复合控制下系统的稳态误差,进行了重复控制器的设计.仿真结果证明,系统不但能获得良好的动态性能和稳态性能,且提高了跟踪精度,有效地抑制了...     

重复PI控制的五电平光伏并网逆变器

介绍了一种双向开关型五电平逆变器,并提出了重复控制和PI调节相结合的复合控制方案。重复控制可以抑制网侧和负载侧对并网输出电流的周期性扰动,降低并网电流的总谐波畸变系数;PI调节使逆变器输出并网电流实时跟踪参考正弦给定信号,从而使系统具有良好的稳态和动态特性,提高对逆变器的控制精度。仿真和实验表明,用重复PI控制的五电平逆变器输出并网电流波形稳定,谐波畸变率小,并能实现实时快速跟踪电网电压相位,使系统工作在高功率因数状态下。     

电容分裂式三相四线制APF新型控制方法

针对传统比例积分(PI)控制器对于周期性信号跟踪性能较差、补偿精度不高的问题,在电容分裂式三相四线制不对称负载系统中,提出了基于PI控制和重复控制并联的复合控制策略。该策略结合了PI控制对指令响应的快速性和重复控制对周期性信号控制的高精度性的优点,构成了复合控制器,将其应用到有源电力滤波器(APF)电流跟踪环节中。对该策略进行了理论分析、仿真和实验验证,结果表明该设计方法能实现对指令的快速响应,同时提高电流跟踪精度,提高并网电流质量,由此验证了该控制策略的可行性和有效性。     

基于重复和PI控制的光伏离网逆变器的研究

针对传统PI控制无法实现无静差跟踪的缺点,提出了一种重复控制与PI控制相结合的单相光伏离网逆变器复合控制方案。基于内模原理的重复PI控制策略,具有很好的鲁棒性,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。为验证提出的算法,构建了基于DSP IC30F6010的光伏单相逆变系统实验模型,并且建立Matlab仿真模型,实验和仿真结果都表明,提出的算法能够减少逆变输出电流谐波,同时系统兼顾了良好的动静态性能。     

基于复合控制的并联有源滤波器研究

通过分析三相三线制并联有源电力滤波器的电路结构,建立了主电路d-q坐标系下电流环控制的数学模型。针对传统PI控制稳态精度低的缺点,提出将其与重复控制串联的复合控制策略。利用PI控制提高系统的动态响应,利用重复控制对于周期扰动信号无差跟踪的特点提高系统的稳态精度。在负载平衡与不平衡情况下,对复合控制应用于谐波补偿的性能进行了仿真研究。结果表明,在负载平衡与不平衡情况下,复合控制都具有良好的动静态性能,该方法应用于谐波抑制是正确可行的。     

重复控制综述

重复控制方法在反馈系统中对于周期性外激励信号的跟踪／抑制具有很高的控制性能。介绍了连续和离散时延内模重复控制、有限维重复控制以及非线性系统重复控制方法的主要理论和研究成果,并给出了重复控制的一些典型应用,最后指出了该方法亟待解决的一些难点问题。     

基于DSP的单相光伏并网控制系统的设计

本文首先采用传统PI控制方法对光伏并网控制系统进行设计,分析了它的优缺点,然后在此基础上提出了一种基于改进的重复控制和传统PI控制的复合控制策略。重复控制器用来减少并网电流的稳态误差和抑制电网的周期性扰动,传统的PI控制用来提高系统的动态性能。为验证提出的算法,搭建了基于TMS320F2812的单相光伏并网逆变系统实验模型。仿真和实验结果表明提出的算法能够减少并网电流谐波,同时系统兼顾了良好的动静态性能。     

并网逆变器电流跟踪复合控制的研究及实现

在并网逆变器的电流跟踪控制中,针对无差拍控制对系统参数依赖性较大和鲁棒性较差的缺点,将无差拍控制和重复控制相结合的电流跟踪复合控制应用于具有有源滤波功能的并网逆变器。复合控制可解决无差拍控制在系统参数发生变化时电网电流存在周期性畸变的问题,提高了系统的稳态特性。此处对无差拍控制和重复控制进行了分析,通过仿真和实验结果证明了由该方法设计的逆变器具有动态响应快、适应负载能力强等优点。     

基于复合控制的中频逆变电源研究

针对中频逆变电源的特殊应用领域和对其较高的性能要求,提出了一种基于重复控制和PI控制的复合控制策略,并建立了中频逆变电源的数学模型,详细分析了重复控制系统的原理和结构,重点阐述了重复控制系统中的重复控制发生器和补偿器的设计方法,最后建立了该复合控制的系统框图。该方案利用重复控制来提高系统的稳态性能和谐波抑制能力,而PI控制则用于改善系统的动态特性。基于该复合控制策略,采用仿真软件Matlab7.0建立了中频逆变电源的仿真模型,仿真实验结果表明,该方案能够使中频逆变电源在额定阻性负载、突加和突减阻性负载时均能获得良好的稳态和动态性能,即使在带非线性负载时也能获得比较理想的输出波形。     

一种单相逆变电源的无差拍控制方法的研究

提出一种逆变电源无差拍控制方法和传统PI控制方法相结合的复合控制方法。在理论分析的基础上利用MATLAB／SIMULINK建立相应的逆变电源系统模型，在仿真过程中确定PI控制器参数值，从而完成整个控制器的设计。在不同负载情况下和主电路滤波器参数发生变化时的仿真结果表明设计的逆变电源系统抗负载扰动能力强，对参数具有一定的鲁棒性，能很好地跟踪正弦参考信号。这种复合控制方法为逆变电源的并联提供了另一种方案。     

非线性状态PI励磁控制器

利用扩张状态观测将原来的非线性系统变换成线性系统,然后用状态PI控制器的设计思想设计了非线性状态PI控制器;并将其用于发民机励磁控制,以及解决电力系统的强非线性和不确定性问题,避免了反馈线性化非线性励磁控制由于数学模型的误差而影响控制器性能的特点。所得控制规律与系统运行点和网络结构完全无关,同时控制器结构简单。仿真计算表明,非线性状态PI励磁控制器对系统运行点和网络结构变化具有良好的适应能力,可以有效地改善系统的稳定性。     

基于量测信号扰动的DFIG变流器控制参数辨识方法

双馈感应发电机(DFIG)的变流控制器模型是整个机组模型中的关键部分。变流控制器的参数众多且内外环比例—积分(PI)控制器之间存在级联,常规辨识方法或遇到参数可辨识性问题,或工程实现难度较大。文中提出一种以"分步辨识、交互迭代"为特点,基于二次侧量测信号扰动的控制器参数辨识方法。该方法分别在变流控制器中各PI控制器输入端所用的量测信号上施加扰动,从而突出某个PI控制器在特定量测信号扰动下的作用,并将该PI控制器的可测量控制目标作为观测变量,进而重点辨识其参数。对于存在级联的两个PI控制器,先对后一级PI控制器所用量测信号施加扰动,同时屏蔽前一级PI控制器所用量测信号的变化,从而可实现两个级联PI控制器参数的解耦辨识。该方法可以使变流控制器中每个PI控制器的两个参数在特定的量测信号扰动下被单独辨识,有效保证了参数的可辨识性;而对于全部待辨识参数,可通过多轮交互迭代辨识进一步提高整体辨识精度。     

发电机非线性状态PI励磁汽门协调控制器的研究

针对电力系统的强非线性和不确定性的特点 ,直接对其非线性不确定对象设计了非线性状态PI励磁汽门协调控制器。避免了一般反馈线性化励磁汽门综合控制由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点。所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关 ,同时控制器本身结构简单 ,仅需发电机局部信息 ,易于在多机系统中实现分散协调控制。仿真计算表明非线性状态PI励磁汽门协调控制器能够有效地提高系统的暂态稳定性。     

发电机非线性状态PI励磁汽门协调控制器的研究

针对电力系统的强非线性和不确定性的特点,直接对其非线性不确定对象设计了非线性状态PI励磁汽门协调控制器。避免了一般反馈线性化励磁汽门综合控制由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点。所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关,同时控制器本身结构简单,仅需发电机局部信息,易于在多机系统中实现分散协调控制。仿真计算表明非线性状态PI励磁汽门协调控制器能够有效地提高系统的暂态稳定性。     

永磁同步电机速度预测电流解耦控制

在高性能永磁同步电机(PMSM)控制系统中,要求有好的动、静态性能。但是传统的永磁同步电机矢量控制系统速度和电流环采用PI调节器,参数鲁棒性差,在调速范围要求很宽的情况下,无法同时满足响应速度快和稳态精度高的要求。为了获得好的动、静态性能,引入预测控制到速度控制外环,而电流内环采用在传统PI控制基础上增加电压前馈补偿的电流解耦控制。搭建了实验平台,进行了实验研究,验证了设计的控制系统具有动态响应快、静态误差小、受负载扰动影响小的特点。     

SVC与发电机励磁的非线性状态PI协调控制

针对电力系统的强非线性和不确定性,运用非线性状态比例积分（PI）解控制直接对其非线性不确定对象设计了静止无功补偿器（SVC）与发电机励磁的协调控制器。该控制器避免了基于反馈线性化理论的非线性协调控制器由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点,所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关。仿真计算表明,SVC与发电机励磁非线性状态PI协调控制器能有效地提高系统的暂态稳定性。     

基于复合型自适应广义积分器三电平APF研究

电力有源滤波器(active power filter,APF)是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段之一。提出一种在三相静止坐标下的基于自适应理论的复合控制器,复合控制器包括改进的自适应广义积分器和PI控制器。在最大限度利用PI控制器进行谐波电流快速跟踪的同时,采取自适应广义积分器对各次谐波进行稳态无静差跟踪控制。提出的复合控制器与三电平电压空间矢量调相结合,能够消除单PI控制交流变量时所存在的稳态静差问题和改善系统鲁棒性。详细研究了复合控制器的设计方法,并给出了设计参数和系统的稳定性分析。基于MATLAB/Simulink仿真平台,对基于自适应广义积分器的三电平APF控制系统进行了仿真分析,最后通过实验验证了控制方法的正确性和有效性。     

Experimental verification of a hybrid fuzzy control strategy for ahigh-performance brushless DC drive system

This paper describes the design and experimental verification of a hybrid fuzzy control system for a high-performance brushless DC motor drive. Both the design of the fuzzy controller and its integration with the proportional-integral (PI) in a global control system are discussed. The principle, of the proposed control system is to use a PI controller, which performs satisfactorily in most cases, while keeping in the background, a fuzzy controller, which is ready to take over the PI controller when severe perturbations occur. Strategies of the switching control for the hybrid controller is such that the fuzzy controller is activated whenever the resident system exhibits an oscillatory and/or overshoot behavior. Thus, the PI and fuzzy controllers can be managed to take advantage of their positive attributes. Performance of the hybrid fuzzy-PI controller is evaluated through a laboratory implementation. The laboratory implementation is based on a linguistic fuzzy controller whose design is derived from the expert knowledge gained during disturbances. Experimental results have shown excellent tracking performance of the proposed control system, and have convincingly demonstrated the usefulness of the hybrid fuzzy controller in high-performance drives with uncertainties     

基于分数阶PID控制的永磁直驱电机仿真研究

研究了将一种基于分数阶PID控制的新型控制器引入到永磁直驱同步电机控制当中,取代基于传统工程设计的PI调节器,改善电机的调速性能。在dq同步旋转坐标系下建立了永磁同步发电机组数学模型,通过PWM控制技术得到发电机侧变流器所需的驱动信号,实现功率的传输,运用Matlab/Simulink工具箱对PMSM系统进行仿真。结果表明,验证了所提控制方法的正确性,相对传统PI调节器,分数阶PID控制器的控制系统动态性能优良,鲁棒性好。     

同步发电机的非线性状态PI附加励磁控制

为解决电力系统的强非线性和不确定性问题，避免反馈线性化励磁控制器由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点，利用非线性状态比例积分PI控制理论设计了同步发电机附加励磁控制器，所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关，同时控制器本身结构简单。仿真计算表明所设计的附加励磁控制器对系统运行点的变化具有良好的适应能力，可以有效地改善系统的稳定性。