三相电压型PWM整流器控制技术分析

阐述三相电压型PWM整流器的工作原理、拓扑结构及控制策略,分析三相电压型PWM整流器的控制结构、双闭环整流系统的控制方法。通过仿真和实验验证控制策略的正确性和有效性。

具有最优动态响应的PWM型DC-DC变换器非线性控制新策略

提出一种新颖的PWM变换器非线性控制新策略,通过引入一个非线性积分器,并采用等间隔反向线性复位法,强制被控开关变量平均值在每一个完整的开关周期中严格等于控制基准,彻底解决了因电力电子器件开关时间导致的开关误差,实现变换器在输入电源变化时的零稳态误差。利用带自动积分限幅功能的控制器,在电感电流连续或不连续模式、以及临界状态下,系统均能稳定可靠的工作。利用带双前馈补偿的控制器,变换器对负载扰动的抑制能力显著改善,系统动态响应实现了工程最优动态响应。新策略具有良好的通用性,适用于各种硬开关或软开关方式的Buck、Cuk、半桥或全桥变换器,以及由他们派生出来的其他变换器。

三相电压型PWM整流器状态反馈精确线性化解耦控制研究

该文基于微分几何理论,在建立三相电压型PWM整流器仿射非线性模型基础上,提出其状态反馈精确线性化非线性控制策略,实现了三相电压型PWM整流器无功功率和有功功率的解耦控制。研究表明,状态反馈精确线性化非线性控制能较理想地实现三相电压型PWM整流器控制解耦,完成其功率因数校正及整流器输出特性控制的功能。文中给出了完整的理论分析及实验研究结果。

PWM型DC/DC开关变换器非线性闭环控制策略的研究

融合了开关变换器脉动和非线性的特点 ,提出了积分函数控制新策略 ,实现了输出电压平均值的即时动态控制 ,即在电源电压与负载电流瞬态或持续扰动下 ,开关变换器直流输出电压的动态或稳态输出误差为零。以降压型开关变换器为例 ,计算机仿真和实验验证了新策略的优良特性。

三相电压型PWM整流器的反馈线性化和滑模控制

建立了同步旋转坐标系下的三相电压型脉宽调制(PWM)整流器(VSR)的非线性数学模型,针对有功电流和无功电流强耦合的特点,提出一种基于该坐标系的电压和电流双闭环控制算法,其中电压外环采用滑模控制算法,电流内环采用状态反馈精确线性化控制策略,最后建立了仿真模型并与传统PI控制进行了仿真对比.结果表明,该复合控制方案结合了两者的优点,使VSR既具有良好的鲁棒性,又能实现无功电流和有功电流的解耦控制,系统能保证很高的功率因数,输出电压恒定,能适应负载的扰动和非线性变化,具有很好的静动态性能.

基于滑模控制的PWM整流器建模与仿真

为克服三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器启动性能差、负载扰动时直流电压波动大的缺点,针对采用常规PI控制的整流器对系统参数变化较为敏感的弊端,提出一种基于滑模变结构的电压环非线性控制方案。采用一种新颖的α-β坐标系下的开关表设计方法,不仅可以取得良好的滑模算法动态响应特性,而且有效降低了开关频率。在Matlab/Simulink环境下建立仿真模型,对滑模控制和PI控制方案进行仿真比较,结果表明,应用滑模变结构控制三相PWM整流器,不仅设计和实现简单,而且具有较好的鲁棒性和动态性能。

基于多滑模变结构控制的三相PWM整流器非线性控制

针对三相PWM整流器的非线性特点,并进一步改善系统的起动响应、稳态特性及动态特性,提出一种输入、输出反馈线性化控制与滑模变结构控制相结合的多滑模变结构控制策略。电压外环采用基于指数趋近律的滑模变结构控制策略,确保输出电压稳定并给电流内环提供参考指令电流。在建立三相PWM整流器两输入、两输出仿射非线性模型的基础上,对电流内环进行线性化处理,并利用滑模变结构控制理论设计了电流内环控制器。为了验证系统的可行性,在Matlab/Simulink环境中建立仿真模型,并搭建了15k W的实验样机。仿真与实验结果验证了控制方案的正确性,利用所提控制方案设计的整流器具有系统动态特性好、鲁棒性强和抗干扰能力强等优点,同时也克服了输入、输出反馈线性化需要精确数学模型的缺点。

三相PWM整流器基于电容能量的电压控制策略

三相电压型PWM整流器广泛采用在d-q同步坐标系的双闭环控制,即内环控制输入电流,外环控制输出电压。在这种控制方式中,电压外环通常采用线性PI控制。由于整流器输出电压与有功电流之间是非线性关系,线性PI控制不能反映整流器的非线性本质,使系统的控制性能受到限制。通过对整流器电压方程进行深入的分析,提出了一种以电容能量作为变量的新型电压控制策略,使得电压的控制实现了线性化,提高了输出电压的动态响应性能。仿真结果验证了提出方法的有效性,具有一定的实际应用价值。

基于无源性理论的电压不平衡条件下PWM整流器非线性控制策略

针对PWM整流器在电网电压不平衡条件下直流侧电压出现二次谐波和交流侧出现负序电流的问题,在分析了PWM整流器数学模型的基础上,设计了一种基于无源性理论的PWM整流器非线性控制器。在Matlab下建立了PWM整流器仿真系统模型,对所设计的非线性控制器进行了仿真验证,并与传统的双dq-PI控制策略进行了比较。仿真试验结果表明,所设计的基于无源性理论的非线性控制器可以根据控制目标有效地抑制直流侧二次谐波或交流侧负序电流,与传统的双dq-PI控制器相比具有更好的动态性能。

基于非线性解耦控制的三相电压型SPWM逆变器

该文针对变速风力发电机组系统所用的三相电压型SPWM 逆变器,采用非线性变换和非线性反馈理论,建立了三相电压型 PWM 逆变器非线性数学模型,推导出其反馈线性化方程,从而得出三相电压型 PWM 逆变器有功电流和无功电流的解耦控制策略。仿真和实验结果表明,该控制策略能较好地实现三相电压型 PWM 逆变器的解耦控制,具有较好的动态特性和较强的鲁棒性,能够提高变速风力发电机组供电质量。

PWM技术实现方法综述

总结了PWM技术问世至今各种主要的实现方法,叙述了它们的基本工作原理,并分析了它们各自的优缺点。

三相电压型PWM整流器的逆系统内模控制

三相电压型PWM整流器因其优良的工作特性得到了越来越广泛的应用。但是由于它本身的非线性特性,常规的基于其近似线性模型的控制方法只有在特定的条件下才能正常工作,很难保证系统的全局稳定性。针对这个问题,首先建立了三相电压型PWM整流器的非线性模型,然后利用逆系统理论将系统化为一个两输入两输出的伪线性系统,为了避免由于建模不准和参数漂移引起的系统性能恶化,使用内模控制方法来对伪线性系统进行综合,根据此控制策略可以实现三相电压型PWM整流器的有功功率和无功功率的解耦控制,具有良好的稳态和动态性能。试验结果证明了该控制策略的可行性。

PWM控制器中阻容耦合导致的非线性分析

为研究受阻容耦合影响后PWM控制器传输特性的非线性,通过定量的理论分析,得到三角波信号激励下阻容耦合的时域响应,并由具体数据仿真实验得出耦合参数对PWM控制器传输特性的影响。通过仿真和实验发现,时间常数偏小时,响应存在超前、衰减和斜率变化3个特征。其中衰减特征影响PWM控制器传输特性的灵敏度和控制范围,即输出幅度衰减,PWM控制器的灵敏度上升、控制范围变窄;斜率变化特征导致PWM控制器传输特性的非线性,即波形的上升段斜率会由大变小、下降段斜率绝对值由大变小。

半挂车电控空气悬架车高调节模糊与PWM控制研究

将传统半挂车空气悬架的机械式旋转滑阀和高度阀分别用高度传感器和电磁阀代替,设计了半挂车用电子控制空气悬架。分析了电控空气悬架高度切换时管路元件(含电磁阀)气体流动性过程,橡胶气囊内气体热力学过程和簧载质量动力学过程,建立了车身高度调节的非线性模型。针对高度调节过程中出现的超调和振荡现象,设计了模糊算法/PWM控制器并进行了仿真模拟。结果表明,该控制策略是可行的,有效提高了高度切换准确性及电控悬架系统的稳定性。

PWM控制器的控制方法

总结了脉宽调制 (PWM)技术的几种控制方法 ,叙述了它们的基本工作原理 ,并分析了它们的优缺点。介绍一种非线性控制方法 ,单周控制法 ,通过分析对比得出单周控制法能在每个周期内消除控制参考电压与开关变量平均值间的稳态和瞬态误差 ,具有反应快、抗电源干扰。

基于微分平坦理论的单相PWM整流器直接功率控制

在αβ坐标系下建立了单相PWM整流器交流侧电压和功率的数学模型。根据微分平坦理论,选取了系统的状态变量、输出量和中间变量,提出了单相PWM整流器直接功率平坦控制策略。依据微分平坦设计的控制器分为前馈控制和非线性误差反馈补偿两部分。前馈控制用系统输出量的期望值来规划状态变量的运行轨迹;非线性误差反馈补偿校正控制系统平坦输出,消除了输出量期望值和实际值误差。仿真结果表明,在系统网侧电压的幅值和相位突变时,直流侧电压能保持较好的稳定性,且直流电压跟随有功功率和无功功率参考值的轨迹能快速作出响应,系统抗干扰能力强、鲁棒性好。

三相PWM整流器的鲁棒反演控制器设计

针对三相电压型PWM整流器在实际系统中存在因运行状态改变而导致参数不精确的情况,建立了包含不确定因素的PWM整流器数学模型。基于反演(back-stepping)的设计方法对该不确定系统设计非线性控制器,并在控制项中引入鲁棒控制项以补偿不确定性的影响,使控制器的鲁棒性能得到增强。应用Lyapunov稳定性定理证明该系统为渐进稳定,在Matlab/Simulink中搭建仿真模型并对控制器性能进行验证。仿真结果表明,所设计控制器具有良好的动态性能与跟踪性能。

PWM型DC-DC变换器非线性控制策略的研究

分析比较了现有的几种PWM型DC DC变换器非线性控制方法 ,介绍控制策略的基本构成 ,指出了各自的优点和不足 ,并以Buck型DC DC变换器为例 ,给出了相应的仿真波形和对比分析。

基于PWM控制芯片的Buck变换器非线性现象研究

对实际的PWM芯片控制的Buck变换器中的非线性现象展开研究,建立了实际PWM控制芯片的非线性模型,得到UC3842控制下电感电流的分叉图和Lyapunov指数,进一步得到PWM芯片控制下Buck变换器周期态和混沌态下的频率响应特性.

直流PWM伺服系统的一种新型控制器

文章设计了一种新型的直流 PWM自适应变结构控制器 ,并且采用了非线性反馈技术 ,理论分析与实验表明该系统获得良好的快速性。