基于状态观测器的PWM整流器电流环无差拍控制技术

由零阶保持器及计算时间产生的控制延时是数字控制的固有缺点,将会导致系统振荡以至不稳定.传统电流状态观测器由于其本质是开环观测器,预测效果不甚理想.为补偿延时,一种基于新型状态观测器的方法被提出.该方法首先分析了一个开关周期内的电流变化情况,然后通过在一个开关周期的中间时刻采样获得新输出变量来校正观测误差,据此得到观测器从而预测下一开关周期电流值.此方法消除延时影响不仅使系统稳定,且对给定电流输入可取得无差拍响应.1kW的能量回馈型交流电子负载样机被用于验证该方法,样机采用25kHz的开关频率和TMS320F2812 DSP控制芯片,仿真和样机实验都验证了理论分析的正确性.     

带无功补偿功能的PWM整流器及其电流复合控制

提出了一种带无功补偿功能的电压型PWM整流器,该PWM整流器综合了高精度整流和动态无功补偿功能,实现系统的高功率因数运行,并且节约了系统所需无功补偿设备的成本。分析了带无功补偿功能的PWM整流器的数学建模,由此提出了一种电压外环、复合电流内环的无差拍控制策略。电压外环通过利用直流负载功率的前馈实现了系统的快速响应;电流内环通过复合控制实现了系统的冗余无功补偿和电流的无差跟踪。通过仿真和实验验证了带无功补偿功能的PWM整流器复合控制的正确性与有效性。     

PWM整流器无差拍电流控制中稳定性问题研究

控制延时和系统参数变化是无差拍控制的主要缺点,会导致系统振荡以至不稳定。为得到稳定性与控制延时和系统参数变化的对应关系,提出一种基于w′变换的稳定性判断新方法。首先建立考虑延时和系统参数变化的新电流环传递函数,然后通过w′变换将z域的新传递函数变换到w′域。利用低频段w′域与s域的相似性,借助波特图和Routh判据,得出了系统稳定性与延时及电感参数变化的确切对应关系,并给出了解决稳定性问题的具体方法。样机实验验证了理论分析的正确性。     

含负载前馈补偿的电流型PWM整流器改进无差拍控制

针对三相电流源型PWM整流器直流侧电压-直流侧电流双闭环控制策略中动态响应速度较慢、参数整定复杂的问题,该文提出一种无差拍预测电流控制与负载功率前馈补偿相结合的改进控制策略。首先,分析三相电流源型PWM整流器在两相静止坐标系中的网侧离散化数学模型,在此基础上,电流内环采用无差拍控制跟踪网侧电流,但由于电感参数与控制延时的影响,将导致网侧电流控制精度及波形质量下降。针对此问题,该文采用改进型无差拍控制策略,并利用根轨迹法对电流内环稳定性能进行分析。在环路设计中,通过在外环上加入负载功率前馈等效电流,加快了系统动态响应,解决了负载突变时直流侧电压超调问题。最后,对传统方案和改进方案进行了对比仿真测试和样机实验,验证了所提控制策略的正确性。     

基于电流无差拍控制的PWM整流器

给出了三相电压型PWM整流器(VSR)的拓扑结构和数学模型,基于三相VSR在两相同步旋转坐标系下的离散数学模型,提出了对网侧电流实施无差拍控制的方法,并通过SVPWM方法进行调制,以TMS320F2812为核心,对三相VSR进行闭环控制.介绍了系统的硬件和软件设计,实现了三相VSR的全数字控制.实验结果证实了该方法的正...     

基于在线扰动补偿的三电平PWM整流器级联式无差拍控制策略

该文以三电平脉宽调制(PWM)整流器为研究对象,提出一种基于在线扰动补偿的级联式无差拍控制(CDBC)策略.该策略内外环均采用了无差拍控制方式,并建立龙伯格观测器分别对功率模型扰动和负载扰动进行估计和补偿,实现有功功率和无功功率的解耦控制以及系统快速响应.在参数设计方面,采用极点配置方法整定观测器增益,并引入期望周期数...     

三相高功率因数PWM整流器复合校正无差拍控制

建立了三相高功率因数脉宽调制(PWM)整流器简化数学模型,通过该模型反映了PWM整流器的运行状态并分析了系统控制器设计,根据电流内环控制要求,给出了传统PI控制方法不同的参数取值对系统效果的影响.通过引入电网电压干扰补偿,提出了一种基于复合校正的无差拍控制方法,通过仿真验证分析得出了该方法在控制精度,响应速度,工程实现上均优于传统PI控制方法,最后,搭建了实验平台,通过实验波形和数据验证了三相高功率因数PWM整流器简化数学模型和无差拍控制方法的正确性.     

单相PWM整流器改进无差拍电流预测控制方法EI北大核心CSCD

脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)整流器的无差拍电流控制能够快速准确地跟踪给定电流信号,但由于电感参数与控制延时的影响,会导致交流电流畸变,电流谐波含量增大甚至系统不稳定。针对该问题,该文提出一种改进无差拍电流预测算法,推导了单相PWM整流器改进算法的离散传递函数,分析电感参数和采样时间对控制系统稳定性能和动态性能的影响。将改进的无差拍电流控制方法应用于双闭环系统中,能够有效减小电网电流的3次谐波及总谐波失真(total harmonic distortion,THD),消除了电流畸变。整个系统在直流母线电压外环的控制下,实现了直流母线电压的精确控制。仿真结果和实验结果都证明了改进电流控制方法理论分析的正确性和可行性。     

三电平PWM整流器多模型预测控制方法

针对PWM整流器滤波电感、等效电阻等参数失配时高性能控制问题,在模型预测控制的基础上引入多模型自适应环节,提出一种三电平PWM整流器多模型预测控制方法。在该方案中,根据整流器模型参数实测值及其波动范围建立多模型集,由各子模型预测输出与整流器系统实际输出偏差,确定与实际系统模型匹配度较高的多个子模型,加权求和后即可确定最优系统参数。针对多模型自适应控制与模型预测控制相结合引起的大负荷在线计算问题,提出一种在线优化多模型预测控制方法,分别设计了在线优化移动子集和多电平快速预测控制方法对其进行简化。最后,实验结果表明所提控制策略的正确性和有效性。     

三相PWM整流器数字控制系统设计与研究

本文针对三相电压型的PWM整流器,在对其进行建模的基础上,分析了其控制系统。提出了基于TMS320F2812 DSP处理器的数字化控制系统硬件及软件的设计方案,最后给出了实验的结果。     

直流开关电源数字控制器的补偿方法综述

数字控制的时延补偿应用于直流开关电源中获得了较好的控制效果。介绍了数字控制器的主要补偿方法 ,并分析了其优缺点     

三相PWM整流器空间矢量控制的全数字实现

提出一种便于数字实现的三相PWM整流器控制算法，采用输入电压空间矢量定向，根据参考电压直接计算位置和作用时间，从而大大简化了计算；并利用数字处理器(DSP)实现了整流器空间矢量的全数字控制。     

航空400Hz三相高功率因数PWM整流器的零静差矢量控制

提出并采用一种基于矢量控制的零静差控制方案来实现对航空400Hz三相PWM整流器的有效控制。传统的直接电流比较控制由于电流的参考信号是交流正弦波,因而存在着交流输入电流基波与输入电压有相位误差的问题。本文提出的零静差矢量控制技术,利用dq旋转坐标变换将电流参考信号设定为直流,使系统在整个输出负载范围内,交流输入电流基波相位与输入电压相位始终保持同相位、零误差,从而获得高功率因数值。在对控制方案详细分析后,采用Saber软件进行仿真验证,最后在一台航空400Hz三相PWM整流器原理样机上进行实验验证。实验表明交流输入电流基波相位完全跟踪输入电压相位,达到了较好的实际效果。     

基于双环控制的三相PWM整流器研制

为解决三相电压型PWM整流器有功电流和无功电流互为耦合问题,采用基于电流前馈解耦的方法,在三相电压型PWM整流器的同步旋转dq坐标系中的数学模型基础上,建立了电压和电流双环控制系统,同时给出了具体设计方法;最后基于DSP控制芯片搭建了整流器的试验样机,并给出了硬件设计和软件流程图;试验结果表明:整流器直流侧输出电压稳定,网侧输入电流正弦化,且功率因数接近于1,可显著抑制谐波对电网的干扰,改善电网运行品质。     

PWM整流器的模糊滑模变结构控制

结合滑模变结构控制与模糊控制两者的优点,提出了PWM整流器的模糊滑模变结构新型复合控制方案,使PWM整流器既具有变结构控制的良好鲁棒性,又能最大限度的减小抖振。文章给出了PWM整流器的数学模型,分析了PWM整流器的空间矢量脉宽调制的实现方法,着重探讨了模糊滑模变结构控制器的设计。实验结果表明,系统能保证有很高的功率因数和输入电流较好的正弦度;能适应负载的扰动和非线性变化;具有良好的动静态性能。     

三相PWM整流器无差拍电流控制方法研究

脉宽调制(PWM)整流器的无差拍电流控制作为一种数字控制方式,能快速准确地跟踪系统给定的电流信号,但其作为一种基于对象精确模型的控制方式,滤波电感模型参数与实际电感参数的不匹配及系统的控制延时都会损害控制模型的精确度,导致网侧电流发生畸变,电流谐波含量增大甚至系统不稳定。提出了一种改进型无差拍电流控制算法,推导了三相PWM整流器改进算法的离散传递函数,并对系统的稳定性能和动态性能进行了分析。将该算法用于三相电压源PWM整流器的双闭环系统中,可有效减小电流总谐波畸变率(THD)和畸变,同时能得到精确控制的直流母线电压。仿真和实验结果验证了该方案的正确性和可行性。