基于PWM调控技术的LED节能控制算法研究

设计了一种LED节能控制系统,给出了系统的硬件设计方案和软件处理算法。使用PIR红外传感器和光敏传感器采集人员行为和环境参数数据,通过STM32对数据进行处理,基于PWM调控技术控制LED照明灯,可根据环境亮度不同自动调节开关和亮度。本系统具有提高用电效率、节约电能以及保护环境的作用。

基于K210单片机控制的PWM波声源定位跟踪系统设计

基于一定数量的声学传感器麦克风阵列,对声场环境信号采样并计算以确定其声源位置的定位跟踪系统。整体设计以麦克风阵列采集声场环境下静止或运动物体发出的声音信号,传递到STM32单片机主控制核心,K210开发模块利用时延估计算法计算出麦克风阵列之间与物体声源之间的直线距离,再换算两者之间的夹角。PWM通过脉冲宽度波控制舵机带动红外激光仪转动指向声源位置,同时在OLED屏上实时显示出声源目标的准确角度及方位。结果表明:该系统对单声源处具有较高的精度定位,可用于无人摄影和交通路口疏导等方面的信息收集及定位。

改进型SPWM调制下的整流器参数设计与仿真研究

针对整流器在电网谐波补偿上受主参数影响变化较大,且在调制过程中易产生高次谐波和非线性等问题,以三相电压型PWM整流器为研究对象,提出了一种按照抑制电流谐波要求设计交流电感和依据直流电压对跟随性、抗扰性要求设计直流电容的方法,并对整定后的电感、电容参数在影响补偿性能方面进行了讨论。在整流器的控制策略上提出了一种动态调节的改进型SPWM算法,在SPWM算法中针对调制度的变化量对采样到的信号进行变换,通过DSP实现脉冲的动态调制。在Matlab/Simulink中对系统进行了仿真研究,结果表明系统参数设计和调制方法稳定可靠,动静态性能良好。

基于PWM在LED智能系统中的控制算法研究

由于LED灯被广泛应用,为了实现社会节能减排,其节能尤为重要。设计了一种LED节能控制系统,并实行了一种优化智能算法处理传感器的反馈信息,能够更好地实现LED灯的节能控制。使用传感器检测人员行为和环境参数,利用智能算法对检测的数据进行处理,通过PWM调控LED灯的照度。该算法能够真实有效地控制LED灯的使用,并节约大量的电能。实验表明,该算法在LED节能控制系统中的使用能节约45%左右的电能,实现了LED灯智能化的节能控制。

逆变器简化PWM算法及抑制共模电压策略

基于αβ坐标系,结合分类算法对两电平逆变器脉冲宽度调制(PWM)算法进行简化,该简化算法由三相参考电压直接判断参考电压矢量所处的扇区,并获取器件开关时刻。在分析死区时间对各桥臂开关动作时刻影响的基础上,通过调整开关器件切换时刻,解决因死区时间的存在造成抑制共模电压调制算法失效的问题,消除了共模尖峰电压。仿真和实验结果验证了简化PWM调制算法的正确性,且改进后的抑制共模电压调制策略能有效地减小共模电压。

三相电压源逆变器最小损耗PWM算法性能优化

为降低高频隔离型辅助变流器中三相电压源逆变器开关损耗,提出一种零序分量连续可调的改进型广义不连续PWM算法,通过实时调节调制相角,实现不同60°不连续PWM算法的线性平滑过渡,进而基于优化的时域仿真分析方法,对比分析不同算法谐波性能,并引入谐波畸变因数进行规律验证,确定谐波性能优越的调制度下限;进一步建立系统损耗模型,提出基于开关损耗函数与死区效应的损耗分析方法,实现最小损耗不连续PWM算法;在过调制的非线性区内,协调考虑电压调制增益与谐波性能,确定整体性能优化的调制度上限。最后利用DSP进行数字化实现,并通过试验验证了理论分析的正确性与归一化方法的可行性。

基于零序分量注入的三电平PWM整流器目标优化控制

三电平PWM整流器具有功率因数可控、能量双向流动等优点,适合于中压大容量的应用场合。通过分析PWM整流器的数学模型建立了三电平PWM整流器矢量控制系统,根据空间矢量PWM和载波PWM的本质联系,以及选择冗余矢量的本质含义,提出了一套基于零序分量注入的多电平变换器PWM算法。根据所选择控制目标的不同,注入最优零序分量,该算法避开了寻找合成矢量和作用时间的复杂计算,对多电平系统具有通用性。本文将其应用于三电平PWM整流器控制系统中,实验结果验证了该算法的可行性,整流器在单位功率因数运行的同时,实现电容中点电压平衡,降低了开关损耗。

SVPWM的等效算法及SVPWM与SPWM的本质联系

提出了一种电压空间矢量调制的新型等效算法,在该算法中无须进行电压矢量夹角的三角函数的运算,只有普通的四则运算,计算变得非常简单。克服了常规的空间矢量控制方法需要进行复杂的坐标转换、正弦函数和反正切函数运算,导致计算量大并且复杂的算法影响计算精度的缺点。详细分析了SVPWM、SPWM与逆变器控制方程的解的关系,得出SVPWM是逆变器控制方程的一个最优解,三角载波调制是逆变器控制方程的在假想中线下的特解,因而空间矢量调制SVPWM和三角载波调制SPWM的本质联系在于二者是同一控制方程的在不同的附加条件下的两个不同的特解。给出了基于空间矢量新型算法下的DC/ACPWM逆变器的实验结果,该结果显示了该算法的正确性和有效性。

基于遗传算法的三电平逆变器SHEPWM方法的研究

针对中点钳位型三电平逆变器SHEPWM开关角度的求解问题,提出采用遗传算法对三电平NPC逆变器消谐模型的非线性超越方程组进行求解的方法.该方法在求解消谐模型非线性超越方程组时克服了传统数值方法的缺点,不需要给出方程的特定初值和预测在整个调制度范围内解的变化趋势,因此更易收敛和减小计算时间.用Matlab/Simulink仿真软件对三电平NPC逆变器SHEPWM进行仿真研究,并利用FPGA和嵌入式计算机为核心控制器件构建实验平台进行实验研究,实现了在线SHEPWM控制.

单相PWM整流器的输入电流自适应预测控制器

实际数字系统中通常采用滞后一拍的控制技术来解决采样及计算延时所带来的变换器最大占空比受限问题,但是又会使得控制系统稳定范围减小。本文以比例控制器为例,分析和计算了滞后一拍对单相PWM整流器输入电流内环稳定范围的影响,提出了一种应用变步长自适应滤波算法对输入电流进行预测控制的方法,由于算法中的加权系数随每个采样周期预测误差进行自适应调整,所以算法具有较好的稳态预测精度。仿真和实验证明,由于输入电流预测算法的引入,在相同的主电路及控制系统参数下,电流内环的稳定范围增大,同时系统具有较好的稳态精度及抗负载扰动的动态性能。

一种应用PWM技术的电加热系统控制算法

针对电热管加热类负载的控制特点 ,就数学模型的建立、高精度控制算法的确定、PWM控制方法的实现等问题进行了详细的分析和论证 ,总结出一种对于一阶惯性环节加纯滞后类对象如何确定最优控制算法的分析方法。

三电平空间矢量PWM的实现

在介绍二极管箝位三电平逆变器空间矢量PWM原理的基础上,提出了一种实用的易于数字化实现的三电平逆变器空间矢量PWM算法,该算法很好地继承了两电平SVPWM算法的思想。在此基础上给出了基于DSP和CPLD的三电平SVPWM实现方案,该方案充分发挥了DSP和CPLD各自的特点。实验结果证实了所提出方法是正确可行的。

基于PWM技术的电加热系统控制算法研究

针对电热管加热类负载的控制特点,就数学模型的建立、高精度控制算法的确定、PWM控制方法的实现等问题进行了详细的分析和论证,总结出一种对于一阶惯性环节加纯滞后类对象如何确定最优控制算法的分析方法。

三相逆变器统一空间矢量PWM实现方法

通过分析空间矢量脉宽调制(SVPWM)和载波PWM方法之间的内在关系,建立了包含各种连续和不连续SVPWM及SPWM方法的显性调制函数表达式,从而提出了基于载波的统一SVPWM实现方法。并且,在此基础上提出了一种三相逆变器统一SVPWM快速算法。该算法直接利用三相参考电压瞬时值计算PWM信号的开关状态切换时间,不需进行坐标变换、三角函数运算、扇区判断和有效矢量作用时间的计算等,因此更易于各种SVPWM方法的数字化实现。最后,对三相逆变器在SPWM和各种SVPWM控制方式下的输出电压谐波特性进行了对比分析。仿真和实验结果表明本文提出的三相逆变器统一空间矢量PWM实现方法是可行的和有效的。

双馈风电机组PWM变换器的控制策略及其参数优化

为提高双馈风电机组PWM变换器的控制效果、提高机组电能质量,基于双馈风电机组PWM变换器数学模型并结合矢量控制理论,提出利用非线性单纯形算法优化双馈风电机组PWM变换器PI控制器参数,并在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中对优化前后系统的动态性能进行了比较。结果表明,利用该优化方法能够改善控制系统的各项动态性能,提高了控制精度,且具有良好的鲁棒性。

基于STM32的PID和PWM温度控制系统研究

研究基于STM32单片机控制的水温高精度智能控制系统。采用分段PID控制和PID参数整定相结合算法及控制可控硅导通相角升温和PWM进行系统降温技术相结合的温控方法。实验结果表明静态温度和动态温度控制精确,波动系数小,系统稳定。

三电平电压型PWM整流器的SVPWM算法研究

针对三电平电压型PWM整流器的控制,提出一种基于60°坐标系的SVPWM算法,该算法可简化传统SVPWM算法扇区判定及求解矢量作用时间过程中的大量三角函数运算,同时提出了相应的矢量合成方案及中点电压控制方法。通过Matlab/Simulink对该算法进行了仿真研究,仿真结果表明直流侧电压响应快速,超调小,交流侧电流正弦度好,功率因数近似为1。

优化的准正弦平顶调制波PWM过调制新技术

针对现有PWM(pulse width modulation)过调制算法复杂的问题,构建一种新型的准正弦平顶调制波,通过优化使所含基波显著提升、低次谐波影响最小。用三角载波采样,在线性区改变调制波高即可线性地改变PWM基波值,在过调制区则扩大调制波的平顶宽度并保持其高度不变,继续提升PWM基波,直至方波模式。为保持过调制区基波值与调制度M间的线性关系,将平顶宽与M的关系预先制表,通过查表法获取相应值。新技术PWM算法简单,且在线性区内的最大基波幅值比SPWM(sinusoidal pulse width modulation)高19%。在相同载波比N=33的情况下,其电流谐波总失真度在M∈[0.55,1]区间低于SPWM;在M∈[0,0.55]区间高于SPWM,但最大增加值小于2.2%。实验结果证实了新技术的有效性和优越性。

分裂式可变调制波的PWM过调制技术及谐波分析

针对空间矢量脉宽调制(SVPWM)过调制算法复杂且涉及除法运算的问题,构建一种分裂式可变调制波,该调制波在调制度M∈[0,1]的线性区为正弦波,在M∈(1,4/π)的过调制区则分裂为两种以不同方式变化的正弦曲线段,相衔接构成一种调制波,其面积随M提升进一步扩大,直至方波。采用三角载波采样,在线性区改变调制波幅值即可线性地改变PWM基波值,在过调制区则减小两种正弦波曲线段间的分界角,继续提高PWM基波幅值大小,直至方波模式。经研究过调制区的PWM谐波影响与分界角初值的关系,得出最佳分界角初值。提出的PWM算法简单,线性区间的PWM电流总谐波畸变率(THD)与正弦脉宽调制(SPWM)一致;在M∈(1,1.2]过调制区其值仍延续低位。实验结果验证了该技术的有效性和优越性。

SVPWM快速算法在微型燃机软启动中的应用

微型燃机是靠其内部的永磁同步机系统进行软启动的,而在永磁同步机控制系统中,空间电压矢量调制(SVPWM)是其主要的控制方法之一。针对目前SVPWM算法存在计算工作量大的缺点,提出了一种新型的快速SVPWM控制算法。该算法无需进行复杂运算,只需进行简单的比较和普通运算,就可完成扇区判断和矢量作用时间的计算,解决了常规SVPWM算法中由于三角函数的计算量大而带来的系统性能下降问题。将该算法在100 kW微型燃机软启动系统中进行了实验,并与常规SVPWM算法的通用变频器比较,其结果表明,在启动快速性等性能方面,均优于常规的SVPWM算法。