一类缺乏明确平衡点的不确定系统的部分变量镇定

针对一类缺乏明确平衡点的不确定系统,研究了系统部分变量的稳定性问题. 提出了将一致最终有界和渐近稳定相结合的系统稳定性模式,并给出了该系统稳定性模式的条件. 基于该稳定性模式,提出了阻尼配置控制方案,使系统部分变量在不同阶段稳定于给定运行区域和原点. 所开展的研究工作拓展了不确定系统的稳定性研究,解决了工业应用中普遍存在的一类缺乏明确平衡点的不确定系统的部分变量控制问题. 永磁同步电机的仿真验证了研究结果的有效性和实用性.     

低速PMSM无速度传感器调速系统积分滑模控制

针对低速条件下定子电阻的变化会影响永磁同步电动机矢量控制系统的实际速度辨识问题,基于模型参考自适应控制策略(MRAS)设计速度和定子电阻同时辨识的自适应观测器.以测量的定子电压为输入变量,电机的定子电流为状态变量,基于波波夫超稳定性理论确定速度和定子电阻自适应律,采用带有积分滑模面的滑模变结构速度控制器,实现给定速度以指数趋近率无静差跟踪,通过Lyapunov定理证明所设计的速度控制器在电机参数变化和外部负载扰动情况下都具有稳定性.理论分析和仿真结果验证了所设计的无速度传感器矢量调速系统具有良好的低速性能.     

一种新型三相无源软开关逆变器

为提高逆变器的转换效率,提出一种新型的无源软开关逆变器的拓扑结构,在电路中采用紧密耦合在同一铁芯上的电感来回馈能量,同时该耦合电感也作为零电流开通电感;利用谐振电感和谐振电容的谐振来实现零电压关断。该无源软开关逆变器通过拓扑结构中的储能元件,在死区时间内,输出相电流可以续流,降低死区的影响,减小输出相电流在低频时的畸变率。对其工作原理进行分析,给出不同工作模式下的等效电路图、相应的电路解析和回路的参数设计方法。通过仿真和实验,验证了该原理的正确性。     

一种软开关PWM逆变器的ZVS条件分析

针对目前多数的软开关逆变器拓扑结构中都设置了辅助开关器件来控制谐振过程,导致控制复杂这一问题,提出了一种新型的软开关PWM逆变器,用常规的SPWM能实现开关器件的ZVS,但是当调制度较大时,为实现ZVS,需要限制触发脉冲的最小宽度,这将会导致逆变器输出电流的畸变率变大.为解决这一问题,文中详细分析了实现ZVS的条件,介绍了一种通过选取合适的谐振电感值和耦合电感值,来取消最小触发脉冲宽度限制的方法.仿真和实验结果表明不限制触发脉冲的最小宽度,通过选取合适的电感参数值,开关器件也可以做到关断损耗为零.该软开关PWM逆变器可以有效地减小关断损耗,提高效率.     

PMSM无速度传感器最优转矩控制系统的研究

针对永磁同步电机自身特点及转子位置和速度检测问题,采用最优转矩控制策略,提出了将脉振高频电压信号注入法和模型参考自适应法有机结合的新型无速度传感器的复合方法,设计了PMSM无速度传感器的SVPWM最优转矩控制系统.通过设计速度切换方案,实现速度的平稳过渡.此复合方法解决了单一方法不能在全速度范围内同时兼顾良好的动态、稳态性能的问题.仿真结果表明:该方法能可靠地实现包括初始磁位在内的转子位置和速度的精确检测和控制,系统具有优良的动态、稳态性能.     

三相大功率无源软开关逆变装置及其性能评价

为了提高逆变器的转换效率,提出了一种新型的无源软开关逆变器的拓扑结构。在电路中采用紧密耦合在同一铁心上的电感来回馈能量。同时该耦合电感也作为零电流开通电感,另外利用谐振电感和谐振电容的谐振来实现零电压关断。该无源软开关逆变器通过拓扑结构中的储能元件,在死区时间内,输出相电流可以续流,降低了死区的影响,减小了输出相电流在低频时的畸变率。对其工作原理进行了分析。给出了不同工作模式下的等效电路图。相应的电路解析和回路的参数设计方法,制作了一台驱动永磁同步电机的14kW逆变器装置。实验结果验证了该软开关逆变器的有效性。     

一种基于负载电压换流的新型ZCS-PFM变换器

为实现一种结构简单,高效、高频、低电压应力,控制简单的软开关升压变换器,提出一种零电流软开关脉冲频率调制(pulse frequency modulation,PFM)变换器,并以其在boost变换器的应用为例分析了其工作原理、软开关实现条件以及该电路的设计方法.仿真和实验结果表明:该变换器在较宽的输出电压、输入电压、负载及控制频率变化范围内,能够实现稳定的零电流开关.该软开关设计思想可以推广到其他基本DC-DC变换器中.     

永磁同步电机转子磁位自检测复合方法

针对永磁同步电机转子磁位和速度检测问题,提出了将脉振高频电压信号注入法和模型参考自适应法有机结合的新型无速度传感器的复合方法,建立了无传感器矢量控制系统.通过设计速度切换器,实现了两种方法间的平滑切换.解决了单一方法不能在全速度范围内同时兼顾良好的动态、稳态性能的问题,使系统实现了包括初始磁位在内的转子位置和速度的精确检测和控制.仿真结果表明,该复合方法能可靠的实现永磁同步电机全速度范围内的起动和运行.系统具有优良的动态、稳态性能.     

带ESO 的自适应滑模调节的SPMSM自抗扰-无源控制

设计了一种新颖的由非线性综合控制方法实现的表面式永磁同步电机调速系统.首先构造了基于扩张状态观测器(ESO)的自适应滑模速度调节器,采用ESO估计系统的部分扰动项并进行前馈补偿,参数的不确定项由新的自适应控制律估计得到;然后设计了自抗扰-无源电流调节器,简化了控制器的设计,在稳定性的基础上增强了鲁棒性和快速性.仿真结果表明,该方法对负载的自适应性、抗扰动性和鲁棒性均较强,系统具有优良的动、静态性能.     

李雅普诺夫函数优化:正交矩阵构造方案EI北大核心CSCD

本文研究了李雅普诺夫函数的优化问题.提出了一种正交矩阵构造方案,用于求解黎卡提不等式中的最优李雅普诺夫函数.通过分析系统H_(∞)范数的几何特征,本文将黎卡提不等式转换为近似等式,进而给出了最优李雅普诺夫函数的存在条件.基于所给最优李雅普诺夫函数存在条件,所提正交矩阵构造方案利用旋转变换,将非线性方程组的求解问题转换为幅值和角度的线性优化问题,进而实现李雅普诺夫函数参数的优化.研究结果弥补了目前的研究无法求解最优李雅普诺夫函数的不足,对系统性能分析和非保守控制的设计具有建设性.算例验证了所提正交矩阵构造方案的有效性.