基于负载转矩滑模观测的永磁同步电机滑模控制

为了减小负载转矩扰动对永磁同步电机(permanentmagnet synchronous motor,PMSM)控制系统的影响,提高系统抗扰能力,提出一种以转速和负载转矩为观测对象的扩展滑模观测器,以实际转速与观测转速之差构成滑模面,负载转矩观测结果由负载转矩实际值和经过滤波后的抖振信号组成,当滑模运动发生后转矩观测误差渐进收敛到零。设计了基于指数趋近律的PMSM滑模控制(sliding-modevariable structure control,SMC)系统,将观测的负载转矩进行前馈补偿,以克服负载时变对控制性能的影响。实验结果表明,该观测器可准确地观测负载转矩,采用的前馈补偿方案对系统负载扰动有较强的鲁棒性,并且SMC固有抖振现象得到了有效抑制。     

单相UPS逆变器的滑模电流控制

在对UPS 逆变器的控制设计中,本文采用了串级结构控制原理。整个系统控制分为电压环控制和电流环滑模控制。电压环控制采用自适应律来估计负载电阻,并利用输出电压的跟踪误差获得期望的电感电流;电流环滑模控制对电感电流进行调节。通过实验结果验证,该控制方案达到了很好的控制效果。     

单相Buck-Boost逆变器的全局滑模电流控制

为提高非隔离型Buck-Boost逆变器的动态品质和鲁棒性,提出一种全局滑模电流控制策略。该控制策略通过使用电流、电压信息的非线性组合构造全局滑模面函数,同时缓解了右半平面零点对系统稳定性的影响。设计全局变指数趋近律以保证控制器自动满足滑模存在条件,简化等效控制函数的设计过程,并给出滑模控制逆变器的闭环稳定性条件。最后的实验结果表明,该控制策略可保证较高的输出精度,同时能够有效地提升系统的动态品质和鲁棒性。     

基于负载转矩观测的矿用牵引电机积分滑模控制

为了改善电机车牵引电机速度控制性能,提高系统抗扰性能和对参数变化的鲁棒性,提出了在控制系统的速度控制器中用积分滑模代替传统PI控制。设计了负载转矩观测器对负载转矩实时观测,将观测值加入到控制中,提高了在负载突变时的速度控制能力。仿真表明,负载转矩观测器能快速、准确地观测负载转矩,带负载观测的滑模转速控制对负载扰动和转子电阻有较强的鲁棒性,有效地抑制了滑模控制的固有抖振。     

电流源逆变器的滑模控制系统

本文研究了电流源逆变器(CSIM)的滑模变结构控制系统。提出了 CSIM 的滑模变结构控制器的设计方法。利用微型计算机实现了这个控制系统。     

基于负载观测的永磁同步电机非奇异快速终端滑模控制

针对永磁同步电机矢量控制系统易受电机参数变化和负载扰动影响的问题,提出了基于负载观测的非奇异快速终端滑模控制策略。设计了非奇异快速终端滑模速度控制器替代了传统PI调节器,提升了系统鲁棒性,同时引入负载转矩观测器对负载实时观测,并将观测值作为电流前馈补偿,提升了系统抗负载扰动能力。仿真结果表明:与PI控制相比,所提控制策略有更快的响应速度,对负载扰动有较强的鲁棒性。     

基于电流观测与重复控制的逆变器多环控制策略研究

提出一种基于电流观测与重复控制的单相逆变器多环控制策略。内层双环控制器采用输出电压和电容电流反馈,通过电容电流观测器实现了电流内环最小拍控制,可实现系统的快速动态响应,解决了负载突增时电压跌落的问题。基于此又增加了外层重复控制,采用FIR数字滤波器替代传统二阶低通滤波器作为重复控制补偿器,不仅简化了设计过程而且提高了系统稳态精度和抗非线性负载扰动能力。试验结果表明该策略可兼具动态响应快、稳态波形精度高和鲁棒性强等特性,适用于交流稳压器等需要高性能电压输出控制的场合。     

负载扰动观测的PMSM滑模无速度传感器控制

在永磁同步电机(PMSM)滑模观测器(SMO)无速度传感器控制系统中,负载转矩的变化会对控制系统估计转速的性能产生影响。针对这一问题,提出了一种利用扰动观测器估计负载转矩并进行电流前馈补偿的方法。该方法首先通过SMO估计出的电机转速和交轴电流构造负载转矩观测器,然后再利用负载转矩估计值对负载扰动进行补偿。实验结果证明了所提出的方法不但能准确估计出负载转矩,而且减小了负载转矩变化对估计转速性能的影响,改善了系统的抗负载扰动能力。     

光伏并网逆变器的电流扰动观测控制方法研究

并网逆变器的输出电流质量易受到电网电压状态及逆变器系统参数的不确定性等因素的干扰。根据扰动观测器控制原理,建立电流控制的扰动观测模型,并设计电流扰动观测控制器,该方法将电网电压与直流侧电压变化设定为外部扰动变量,提高电流控制对这两种扰动的抗扰动性,同时可对输入功率变化时电路参数出现的差异性进行补偿控制,提高电流动态响应速度并减少输出电流谐波。仿真与实验结果表明,该电流控制方法可有效抑制三相电网电压不平衡或畸变状态造成的电流谐波,并改善在低输入功率状态的逆变器输出电流质量,当输入功率发生突变时,输出电流的响应速度与质量都得到明显提升,同时降低了光伏逆变器的最大功率跟踪过程时间。     

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。     

基于动态滑模控制的并网逆变器控制策略

为了使三相LCL并网逆变器输出较理想的电压、电流,提高逆变器的运行性能,根据逆变器在d/q两相同步旋转坐标系中的数学模型,提出了电流内环的动态滑模控制策略。直接功率外环为电流内环提供参考电流。为消弱抖振问题,电流内环采用动态滑模控制。最后经PSCAD软件仿真验证了该控制策略的正确性和可行性,并且该方法能保证三相LCL并网逆变器在单位功率因数运行,具有应用参考价值。     

一种基于滑模控制的正弦波逆变器

提出了一种新的基于滑模控制的正弦波逆变器。该逆变器采用了两组对称的Buck电路，并利用滑模控制对系统参变量变化和外部扰动的不敏感性及鲁棒性。该逆变器有获得一个较为理想的正弦输出电压。给出了电路的工作原理和滑模控制方案，并进行了仿真和实验研究。     

基于滑模控制的Boost逆变器并网研究

分析了Boost逆变器工作原理,该逆变器采用两组独立对称的双向Boost电路,实现了交流输出电压高于直流输入电压。结合恒定频率滑模变结构控制设计方法,设计Boost逆变器并网滑模控制器,并利用Matlab工具对该系统进行仿真,并与PI控制对比。仿真结果表明,与PI控制相比,该设计方案及其控制方法能够有效控制逆变器输出电压与电网电压在幅值、频率和相位上一致,能够较好实现并网。     

基于扰动观测的PMSM非奇异快速终端滑模电流预测控制

针对永磁同步电机(PMSM)矢量控制中传统的PI控制鲁棒性差和传统的非奇异快速终端控制抖振较大、鲁棒性较差等问题,在速度环采用一种非奇异快速终端滑模(NFTSM)控制策略,同时引入一种高增益扩张观测器实时观测系统的匹配性扰动,将观测值作为电流的前馈补偿,提高了系统的抗干扰能力。在电流环应用一种无差拍电流预测控制策略,使电流环有更好的动态响应和更小的谐波分量。仿真结果表明,所提控制方法可有效改善系统鲁棒性差且滑模抖振过大的问题。     

基于间接电流控制的并网逆变器

提出了一种用于并网逆变器的间接电流控制新方法.该方法是在状态平均法的基础上对并网逆变器工作时的基本模态进行分析,推导出实现单位功率因数并网的占空比的控制函数,从而通过控制可调占空比对并网逆变器的输出电流进行控制.该方法的特点是控制电路中只有2个电压回路来调整可调占空比,由于没有电流检测回路,省去了工频变压器和电流互感器,使得控制结构简单,控制成本低:仿真结果表明,与其他传统的PwM控制方式相比,该方法具有抗干扰能力强、开关损耗小、输出电压的谐波畸变率小等优点.     

电流型逆变器离散滑模控制技术研究

文中以电流型逆变器为研究对象,在建立了离散数学模型的基础上讨论了一种滑模控制策略.在滑模控制作用下,该系统对负载扰动具有较强的鲁棒性和良好的电流控制性能.通过DSP构建试验平台,验证了该控制方案的有效性.     

电流型逆变器离散滑模控制技术研究

以电流型逆变器为研究对象,对基于离散数学模型的滑模控制策略进行了讨论.在滑模控制作用下,该控制系统对负载扰动具有较强的鲁棒性和良好的电流控制性能.通过DSP构建的试验平台验证了该控制方案的有效性.     

基于二阶终端滑模优化的电流环滑模控制

针对永磁同步电机电流环存在参数摄动、干扰等不确定因素,提出了一种基于二阶终端滑模优化的电流滑模控制。借助常规滑模控制的设计简单、容易实现等优点,计算得到电机电流环的等效控制量。利用二阶终端滑模设计不确定量的控制量,并引入自适应指数趋近律抑制系统参数摄动和干扰等不确定量。所提出的电流环滑模控制系统进行了稳定性分析,理论上可获得自适应零增益切换函数控制,达到有效抑制"抖振",具有很好的鲁棒性。对仿真和实验波形的计算结果表明:所提出的控制方法提高了电流稳态精度,获得更好的调速性能,且设计简单。     

离网逆变器负载电流直接前馈控制方法的研究

对于离网运行的逆变电压源,控制的目标是在任意类型的负载条件下保证输出电压的质量。在常见的滤波电容电压外环、滤波电感电流内环控制结构的基础上,提出一种基于负载电流直接前馈的控制方法,来有效抑制负载扰动及非线性负载对输出电压的影响。同时,在分析该控制结构离散化数学模型的基础上,分析了负载电流直接前馈环节中的微分参数对输出电压的影响。最后,通过仿真与试验波形验证了所提控制方法的有效性。     

基于扰动观测器的电压源型逆变器负载电流前馈控制方法研究

传统的电压源型逆变器负载电流前馈控制方法主要依赖前馈控制环路,虽然逆变器电流局部控制效果更佳,但很难满足前馈控制的需求。为此,设计了一种基于扰动观测器的电压源型逆变器负载电流前馈控制方法。该方法通过提取逆变器负载扰动电流的前馈特征,引入扰动电流作为前馈信号,将前馈点作为输出电压,得到了逆变器负载电流的动态变化规律。同时,基于扰动观测器控制电压源型逆变器的电流偏差量,将负载电流作为外部扰动信号来抑制非线性负载的干扰,以满足对负载电流的前馈控制需求。通过仿真实验验证了该方法具有较好的前馈控制效果。