闭环控制DC/DC变换器带恒功率负载的稳定性研究

恒功率负载(CPL)呈现负阻抗特性,成为系统不稳定的诱因。当前的稳定性研究以小信号分析为主,是基于平衡点附近的线性化分析,不能在大范围内揭示动态特性,而当前基于大信号稳定性的研究主要以开环为主,闭环控制型的电力电子装置尚未过多的涉及。本文以电压电流双闭环控制的BUCK变换器为研究对象,内外环均选用PI控制器,建立大信号平均模型,列写系统的混合势函数,得到大信号稳定的充分条件;进一步利用这一条件设计系统参数,得到渐进稳定域;并通过构造能量函数,利用Lyapunov稳定性判据验证了稳定域的存在性。最后通过仿真验证了所求稳定运行条件的合理性。

DC/DC变换器虚拟直流电机控制稳定机理研究

新能源发电功率的随机波动、直流负荷及储能装置的频繁投切会引起直流母线电压快速波动,会对系统稳定性造成影响,严重时甚至会使整个系统失稳.为此,研究人员提出引入虚拟直流电机控制技术改善系统的稳定性,但其致稳机理尚不明确.为明确该机理,基于零极点形式表示的控制系统传递函数构造了虚拟直流电机控制的小信号模型,用控制系统的带宽和相频裕度分析了虚拟直流电机的惯性和阻尼参数对控制系统稳定性的影响,并确定了两个参量与控制系统开环增益和穿越频率的对应性,得到了一般性结论.进一步以BUCK变换器为控制对象展开分析,得到虚拟直流电机和控制系统参数间具体的数学关系.在Matlab/Simulink环境下进行仿真验证,仿真结果证明了以上分析结果的正确性和有效性.