基于QPR与TD-FUZZY-PI双闭环单相PWM负载控制策略研究

针对PWM整流电路中晶闸管器件的特点及系统参数随环境的摄动造成直流电压输出不理想的问题,提出了新的双闭环控制策略,即电压外环采用跟踪-微分器+参数自整定模糊PI(TD-FUZZY-PI)控制,电流内环采用准比例谐振(QPR)控制,并对所用控制策略进行了仿真分析。仿真结果表明:文中方法较传统双闭环PI控制不仅过渡过程具有良好的动、静态特性,波形质量明显得到改善;而且电流内环实现了正弦量幅值和相位的无静差调节,提高了功率因数。

通风机变频器的QPR控制策略应用研究

变频器可以实现电机的节能运行,目前已广泛应用于矿井通风机的调速系统中。不同于传统的控制系统,由于变频器输出电压是交流量,此时采用传统PI控制器无法实现无静差跟踪。为此在通风机变频调速系统中引入了基于内模原理的准比例谐振(QPR)控制器,在自然坐标系下实现了对交流量的无静差跟踪。最后在PLECS下搭建了系统仿真模型,仿真结果证明了该控制策略的有效性。

QPR控制器参数对变流器弱电网适应能力的影响

控制器参数会严重影响到并网变流器的弱电网适应能力,首先建立了变流器的诺顿等效电路模型,并对其输出阻抗进行了求解。在此基础上,针对目前被广泛应用在变流器控制中的准比例谐振控制器,采用阻抗比判据深入研究了比例系数和控制器带宽对变流器弱电网适应能力的影响。结果表明,当比例系数增大至原来的2倍时,变流器的弱电网适应能力可提高至原来的2.48倍;当带宽减小至原来的至原来的1/2时,变流器的弱电网适应能力可提高至原来的2.37倍。最后,搭建了系统仿真模型和实验样机,仿真和实验结果证明了理论分析的正确性。

基于QPR调节器谐波补偿的并网逆变器控制研究

为改善微电网系统中的输出电能质量,针对并网逆变器输出电流中存在的谐波问题,设计了一种附加谐波补偿器的QPR控制器.首先,建立三相并网逆变器系统的数学模型;然后针对QPR控制方法无法消除逆变器输出电流中谐波的问题,构造了QPR调节器与谐波补偿器并联的电流控制器,以实现对逆变器输出电流中谐波的抑制;最后建立基于QPR调节器谐波补偿的并网逆变器仿真模型.仿真结果表明,所构建的电流控制器系统具有谐波补偿能力,采用该控制策略的并网逆变器系统具有高质量的输出电流和较小的功率及频率波动.

基于PI与QPR双闭环控制的光伏并网系统控制策略

传统的比例积分(PI)控制器在光伏三相逆变器系统中存在无法实现无静差跟踪及谐振抑制效果较差的问题,为提高光伏三相逆变器系统谐振抑制效果及电流控制效果,提出一种基于PI与准比例谐振(QPR)双闭环控制的光伏三相逆变器系统控制策略。设计了基于PI与QPR双闭环控制的控制策略及控制框图,实现入网电流无静差跟踪,具有更好的入网电流波形及谐振抑制效果,提升了系统的稳定性。最后,通过在MATLAB/Simulink平台搭建仿真模型,验证了该控制策略的正确性和有效性。

基于LADRC和准PR控制的风电并网逆变器控制策略

为了稳定风电并网逆变器直流母线电压的波动,提高其动态响应速度并减少并网电流中的谐波含量,本文提出了LADRC+准PR双环控制策略.首先根据两电平风电并网逆变器的拓扑结构建立其数学模型;然后,根据数学模型设计电压外环二阶LADRC控制器和电流内环准PR控制器代替传统的PI控制器,同时对两种控制器的参数进行了设计并整定;最后,在Matlab软件中构建仿真模型,进行了仿真分析和波形对比.结果表明:相较于传统的双闭环PI控制策略,新型控制策略不仅能够快速地稳定直流母线电压,而且交流侧电流的总谐波失真小;并且在电网电压发生扰动的工况下,仍有较好的控制性能.综上所述,基于LADRC和准PR控制的风电并网逆变器控制策略具有较好的抗扰性和优越的鲁棒性.

不平衡电网下Vienna整流器控制策略研究

Vienna整流器结构简单,功率密度高,被广泛应用于航空电源、电动汽车充电系统等工业应用中。不平衡电网下Vienna整流器通过准比例谐振(quasi-proportional resonance,QPR)控制器可以在静止坐标系下跟踪参考电流实现零稳态误差控制。基于QPR控制器的电流控制回路结构相对简单,但是其参数设计较为复杂。为解决这一问题,提出一种简易的QPR控制器参数设计方法,并验证系统稳定性。最后,在Vienna整流器实验平台上验证所提策略的有效性。

三相光伏并网逆变器准比例谐振控制器设计

近年来,光伏并网逆变器的电流控制技术成为研究热点,文章针对传统电流控制技术的不足之处,将准比例谐振控制引入到光伏并网逆变器的电流控制中,利用其在谐振频率处增益无穷大和较大带宽的特点,消除稳态误差,提高抗干扰能力。仿真结果表明,设计的准比例谐振控制器能实现三相光伏并网逆变器的电流无误差跟踪,具备抗电网干扰能力,具有较好的动、稳态性能。

一种基于H6桥单相光伏并网逆变器控制策略的研究

为使光伏并网发电系统输出高质量的电能,文章在H6逆变器拓扑的基础上,提出了PI+QPR复合控制策略,克服了QPR(准比例谐振)控制对低频直流分量抑制能力较差的缺点,解决了PI控制存在稳态误差的问题;在Simulink平台上构建仿真实验模型,结果表明新的控制策略不但能实现无静差跟踪,而且有效降低了低频直流分量,实现了单位功率因数,验证了所提出新的控制策略的准确性和可行性,在实际应用中具有很好的工程价值。

电流跟踪型PWM直流电机双闭环调速系统仿真

针对传统PID控制器不能满足直流调速系统动态性能要求,无法获得调速系统较高的控制精度的不足之处,在没有建立精确的直流电机调速系统的数学模型情况下,对调速系统转速外环采用准PR控制器,电流内环采用经典的PI控制器的双闭环反馈控制,不仅满足了系统的稳定控制精度的要求,而且提高了系统的动态响应性能。经过对比仿真结果表明,采用的控制方法能够较好克服传统PID控制器存在的不足,减小了系统的超调量,改善了系统的动态响应速度,对直流电机调速控制系统的性能优化问题具有一定的实用价值。

一种并网逆变器的电容电流单周期控制技术

在LCL型并网逆变器传统双环结构(电容电流内环、并网电流外环)基础上,提出一种结合数字单周期控制和准比例谐振控制的新型电流控制策略。在αβ静止坐标系下,将单周期控制应用于系统内环,推导出了电容电流单周期数字控制占空比函数,提高了系统抗干扰能力并简化调节过程;外环采用准比例谐振控制器直接控制并网电流,省去了复杂的坐标变换,计算简单。最后,实验结果表明所提出控制策略能够实现逆变器有效并网,且动态性能良好。

基于径向基函数神经网络的PI-准比例谐振控制策略

针对三相并网逆变器在电网电压波动时存在电流畸变等问题,提出了一种基于径向基函数神经网络的改进型PI-准比例谐振复合控制方法,在分析PI与准比例谐振控制原理的基础上,通过径向基函数神经网络的自适应控制能力,根据系统运行状态对改进型PI-准比例谐振控制器参数进行在线整定,解决了传统PI控制器存在稳态误差和准比例谐振控制器参数难整定的问题。采用Matlab/Simulink平台进行仿真研究,结果证明该方法实现了电流的无静差跟踪,降低了输出电流的总谐波畸变率,提高了系统的抗干扰能力,增强了系统的稳定性。

大型望远镜拼接弧线永磁电机电流谐波抑制

望远镜口径的增加使得其轴系驱动电机越来越大,近年来拼接电机成为国际上研究的热点。拼接弧线永磁电机的电流谐波影响大型天文望远镜目标观测轴系跟踪精度,文中根据拼接弧线电机的数学模型及谐波分析,提出了一种基于准比例-谐振控制器的电流谐波抑制算法,并设计了单元拼接弧线电机相应的电流控制器。仿真和实验分别对比了PI和准比例谐振控制器对电流谐波的影响。实验结果表明,采用准比例谐振控制器时,拼接弧线电机定子电流中的5次谐波分量削弱了63.3%,7次谐波分量削弱了34.4%,11次谐波分量削弱了51%,13次谐波分量削弱了59.2%,大大降低了拼接弧线电机电流谐波,有助于提高望远镜跟踪精度。

模块化多电平矩阵换流器准比例谐振控制研究

模块化多电平矩阵换流器(MMMC)作为一种新型的AC/AC变换装置,在分频输电等低频大容量场合很具优势,但其桥臂电流的控制较为复杂。首先对MMMC的拓扑结构进行分析并建立了数学模型,研究了桥臂电流的构成。针对桥臂电流传统的直接控制法控制精度较差的问题,引入了准比例谐振(QPR)控制策略,根据分频输电系统的特性设计了基于输入输出频率的准比例谐振控制器。根据系统有功和无功的控制要求,给出了定有功控制和定无功控制的外环控制策略。同时,推导了子模块电容电压和有功功率的关系,并对其应用双Clarke变换,提出了基于系统有功功率的子模块电压平衡策略。最后,在仿真平台上搭建了MMMC-FFTS系统仿真模型,对系统的稳态和暂态响应分别进行了仿真,并对直接控制和QPR两种控制方法的仿真结果进行了比较。仿真结果表明:改进的控制方法具有良好的稳态和暂态性能,且参考值跟踪精确度更高,验证了所提方法的可行性与优越性。

电网电压不平衡及谐波状态下的并网逆变器控制策略

为了提高并网逆变器在电网电压不平衡及谐波状态下的适应能力,使其能够输出高质量的并网电流,需对传统并网逆变器控制策略进行改进。以αβ坐标系下LCL型并网逆变器模型为研究对象,提出一种基于准比例谐振(QPR)和电网电压前馈的控制策略。首先,分析了并网电流与其给定值和电网电压之间的关系,得出稳态误差及扰动分量产生的原因。然后,通过QPR控制策略来实现并网电流的无静差控制,引入电网电压前馈控制来抑制电网扰动对并网电流的直接影响。同时,为了提高传统锁相环在电网电压非理想情况下锁相精度及谐波抑制能力,对传统锁相环做进一步改进,以提高锁相环抗扰能力。最后,在Matlab/Simulink中进行仿真验证,仿真结果表明该控制策略能够在电网电压不平衡及谐波状态下得到高质量的并网电流,使逆变器能高效稳定运行,验证了该控制方法的有效性和正确性。

用于分布式风电的LCL型STATCOM控制策略研究

为解决分布式风电接入电网带来的电压波动以及补偿装置谐波污染等电能质量问题,引入(inductance-capacitanceinductance,LCL)耦合型静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)。针对系统非线性时变的特殊性和装置补偿性能的提升,提出LCL型STATCOM基于过渡过程的并网点电压外环非线性PI与电流内环准-比例谐振(QPR)串级的双环控制。利用过渡过程降低信号起始误差,实现超调降低、响应速率加快;通过频率特性分析,设计了适合系统的QPR控制器参数。通过Matlab/Simulink平台搭建仿真模型,对比分析双PI控制策略下装置的电压波动抑制和谐波治理效果。仿真结果表明,该控制策略对系统电压波动和电流畸变率具有更好的抑制效果,能有效提升系统运行稳定性和电能质量。

低开关频率对并网逆变器控制环节的影响及补偿方法

为了防止大功率并网逆变器网侧LCL滤波器所导致的谐振问题,通常采用无源阻尼方法进行谐振抑制。但是传统的无源阻尼方法未考虑数字延时对系统稳定性的影响,通过在离散域和连续域建模结合奈奎斯特稳定判据分析,得出采用准比例-谐振(QPR)控制时,低开关频率下的数字延时角会导致无源阻尼方法在谐振频率附近出现负穿越。这个特性会导致电流环不能稳定运行,并进一步得出QPR控制下的无源阻尼系统稳定性不受电网阻抗变化的影响。为了保证低开关频率下电流环的稳定性,提出采用具有低通特性的超前环节补偿QPR控制器谐振频率相位滞后的方法,给出了超前补偿的设计步骤。最后,仿真和实验验证了所提方法的正确性和有效性。

微网中载波移相并联变流器环流抑制

PWM变流器载波移相并联可以增大系统容量,减小入网电流谐波,但存在环流问题。首先分析了三相PWM变流器环流的等效数学模型,讨论了零序环流(ZSCC)产生原因。对零序电压注入式SVPWM调制算法所产生的环流进行傅里叶分析,针对零序环流的直流分量和3、9、15次谐波分量,提出一种基于准比例谐振(QPR)和比例积分(PI)结合的零序环流抑制方法,对4个模块并联的变流器环流抑制方法仿真。搭建了实际微网系统并进行了并网和离网实验。仿真和实验结果表明该策略可以有效地减小入网电流谐波和环流。

三相PWM整流器滑模准PR控制算法研究

在系统启动及负载突变时,基于PI控制算法的PWM整流器难以获得良好的动态性能,对电流内环参考指令跟踪调节速度慢,且存在静态误差等问题,提出一种基于电流内环的准比例谐振(QPR)控制器,同时电压外环采用具有较强鲁棒性和动态性能的滑模控制器,基于滑模控制电压外环降低电压外环PI控制器对电流内环控制精准性的影响,提高整流器对直流电压的响应速度,将两者结合来提高三相PWM整流器的稳态性能及负载扰动时动态性能和鲁棒性能;为简化滤波电感的设计,采用具有固定开关频率的空间矢量调制技术。最后,搭建仿真模型和基于TMS320F2812核心控制板的10kW整流器实验平台进行验证,实验结果表明,滑模-QPR控制策略具有更好的动态性能和鲁棒性能。

快速响应的多电平双向电源及高精度电压控制方法

提出了一种快速响应的多电平双向电源及高精度电压控制方法 ,通过负载电流的中高频分量前馈,有效提高了系统的动态响应速度,并降低冲击性负荷下电源输出电压的剧烈扰动,增强了多电平电源的抗扰性能;同时针对电压环提出准比例谐振QPR(quasi-proportional resonance)+重复控制的控制方式,实现了输出电压在基频和主要次谐波频率处的无静差控制,从而提高了多电平电源输出电压的控制精度。所提控制方法能够有效提高系统的动态响应性能及其输出电压的控制精度,增强系统稳定性,可用于解决海岛国防设施和民用设备可靠供电的难题。