基于滑模控制的三相可逆PWM整流器研究

针对传统PI双闭环控制系统难以达到良好控制效果问题,研究了一种电压外环为前馈补偿加输出电压反馈控制,电流内环为滑模变结构的控制策略。该策略利用电压外环维持直流侧电压的稳定和控制整流器的功率流向,电流内环控制PWM整流器的交流侧输入电流跟踪输入正弦电压,实现能量的双向流动和单位功率因数运行。最后,在MATLAB/SIMULINK中进行仿真,结果验证了此控制策略的可行性和有效性。

三相可逆PWM整流器无相位检测控制研究

详细分析了同步模式下三相可逆PWM整流控制方法,提出了一种无相位传感器控制策略。通过和有相位传感器以及其他无相位传感器方法实验结果比较,该方案有很好的控制效果。这种方案不需添加额外的硬件设备,控制方法简单,能有效降低系统的成本。

基于非线性扰动观测器的三相PWM整流器滑模控制

针对交流微电网中三相PWM整流器的运行状态易受负载扰动、滤波电容参数摄动影响的问题,本文提出一种基于非线性扰动观测器的三相PWM整流器滑模控制方法。首先,将负载扰动、滤波电容参数摄动等视为集总扰动,构建电压环非线性模型。其次,设计非线性扰动观测器,实现集总扰动的在线估计。为实现主动抗干扰控制和滑模抖振抑制,将估计的集总扰动引入到滑模面中,得到了一种含有扰动估计的新型滑模面。最后,基于滑模控制理论设计电压外环滑模控制器,并采用Lyapunov稳定性理论对其进行了稳定性证明。动态性能测试结果表明,非线性扰动观测器能够快速、准确地对集总扰动进行估计;与双环PI控制相比,所提控制的过渡过程时间减少了60%,电压跌落量减少了54%;滤波电容参数变化时,所提控制的动态性能保持良好。稳态性能测试结果表明,与传统滑模控制和双环PI控制相比,所提控制的电流总谐波畸变率分别减少了70%和44%,同时滑模抖振得到了有效地抑制。测试结果证明了所提控制方法的强抗负载扰动能力和良好的滤波电容参数鲁棒性。

三相电压型PWM整流器的虚拟转矩冲量平衡控制策略

模型预测控制具有结构简单、鲁棒性强和动静态性能良好等优点,因此其在三相电压型PWM整流器系统中得到了广泛应用。然而,模型预测控制的电压外环采用PI线性调节器进行调节,影响了直流侧电压的动态性能。为此提出了虚拟转矩冲量平衡控制策略,从而使直流侧电压仅经过1次调节即可实现快速收敛。为了实现此策略,首先,根据数学模型推导得到了虚拟转矩的表达式;其次,根据负载突变前、后直流侧输出电压保持不变,同时结合功率守恒原则,分析建立了负载突变时的虚拟转矩冲量平衡控制方程,求得零矢量与前进矢量的作用时间;最后,通过仿真和实验实现了三相电压型PWM整流器系统负载突变时的虚拟转矩冲量平衡控制,验证了所提算法的正确性与有效性。

基于三相电压源型PWM整流器的优化控制策略

对三相电压源型PWM整流器的数学模型进行分析,并提出一种基于实际电压误差值、使用PI控制器的无净差跟踪的电流解耦控制方案。该方案经仿真实验后,具备较好的性能,能够有效解决三相电压源型PWM整流器在实际工作中电感参数等问题的优化控制。

三相电压型PWM整流器的数学模型和主电路设计

提出了一套主电路设计方法 .首先利用状态空间平均法建立了三相PWMVSR的数学模型 ,并在此基础之上进一步建立了三相PWMVSR的等效电路模型 ;然后根据上述模型分别对三相PWMVSR的交流侧和直流侧进行了理论分析 ;最后着重分析讨论了交流电感、直流电压、直流电容等参数的选择 .这对三相PWMVSR的主电路设计有着理论指导作用 .

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。

基于新型相位幅值控制的三相PWM整流器数学模型

根据所提出的新型相位幅值控制算法,结合三相PWM整流器的状态空间方程,通过坐标变换和小信号分析推导出以变流器前端电压滞后角x 作为输入量同输出直流电压Udc作为输出量的三阶传递函数,并合理简化成为一阶传递函数。揭示了系统的内在关系,为系统设计提供了理论依据。通过仿真和实验证明了理论分析的正确性。

三相电压源型PWM整流器控制方法的发展综述

控制技术对提高三相电压源型PWM整流器性能非常重要。介绍了三相电压源型PWM整流器的双闭环直接电流控制方式,全面地概述了三相电压源型PWM整流器控制方法的发展历史与现状,按控制理论发展规律把这些方法进行了科学分类,这些控制方法可分为传统线性/非线性控制、现代非线性控制及智能控制等三个发展阶段,分析了这些方法的工作原理及优、缺点。展望了PWM整流器控制策略的发展趋势。

三相PWM整流器模型预测虚拟电压矢量控制

传统的模型预测控制(model predictive control,MPC)在一个控制周期内仅可输出单一的离散电压矢量,考虑到变流器拓扑可提离散电压矢量的局限性,三相脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器存在较大的稳态功率脉动。在分析三相PWM整流器离散预测模型的基础上,提出一种模型预测虚拟电压矢量(model predictive virtual voltagevectors,MPV3)控制方法,通过构建6个虚拟的电压矢量代替传统MPC中的8个离散电压矢量,旨在拓展系统的控制集覆盖范围。首先,根据最近三矢量原则确定构建虚拟电压矢量所需的离散电压矢量,接着以功率无差拍跟踪控制为指标在线求取各离散电压矢量作用时间。为了保证虚拟电压矢量的可实现性,构建相应的目标函数进行矢量作用时间的可行性判断和动态修正。最后,为验证所提MPV3方法的可行性和有效性,分别与传统MPC和占空比优化进行仿真和实验的对比分析,并进一步归类总结出各方法的优缺点及适用范围。

基于LCL滤波的大功率三相电压型PWM整流器

三相电压型PWM整流器,交流侧采用LCL滤波器,在满足谐波标准时可以大幅减小电感量。本文首先分析了采用LCL滤波器时系统数学模型及控制算法,然后根据IEEE-519标准要求的电流谐波限制条件,利用SVPWM调制方式产生的谐波电压幅值进行迭代运算来计算LCL滤波器参数,同时从离散域分析了采用无源阻尼时系统的稳定性。在此基础上,本文研制了一台500kW三相电压型PWM整流器样机,实验结果验证了上述分析方法的有效性。

三相电压型PWM整流器网侧LCL滤波器

提出一套三相电压型PWM整流器网侧LCL滤波器的设计方法。与传统的L滤波器相比,该设计可以降低电感量,提高系统动态性能,降低成本。在中大功率应用场合,其优势更为明显。在详细阐述各元件的取值原则与计算步骤的基础上,给出了设计实例,并对所设计的LCL滤波器进行了仿真和实验验证。实验结果表明,经过LCL滤波,系统在保证网侧高功率因数的同时电流谐波成分大为削弱,从而验证了该设计方案的优越性。

三相四线系统中三相电压型PWM整流器控制策略

对三相四线系统中三相电压型PWM整流器的电压定向控制算法进行了全面分析,给出了新的数学模型、基本方程和控制框图,并对电压平衡控制和脉宽调制策略两个关键问题做了重点说明。为验证算法的正确性与可行性,搭建了基于Matlab7.1的仿真模型对系统进行全面仿真。结果表明,该控制策略性能可靠,计算简洁,具有较高的工程应用价值。

三相电压型PWM高频整流器新型控制算法

将自适应模糊控制算法引入高频整流领域 ,提出了一种新的三相电压型PWM整流器控制方案。在简化三相整流器模型的基础上 ,通过仿真将已有控制算法与新的算法进行了比较 ,结果表明 。

基于滑模变结构控制的三相PWM整流器

在建立三相PWM整流器数学模型的基础上,针对目前三相PWM整流器动态性能较差的特点,设计了电压、电流双闭环控制系统。在内环电流的控制中,采用解耦方法对dq轴电流分别控制,为电流控制器设计了一种滑模变结构控制(SMVSC)方法。仿真实验表明:该控制方法设计简单,提高了PWM整流器的动态性能,而且较好地实现了电流的解耦控制,且使系统鲁棒性增强。

交流励磁用三相PWM整流器的研究

为了改善脉宽调制型整流器(PWM整流器)的动、静态性能,基于三相PWM整流器的矢量控制原理,建立了整流器输入电流控制所需的d-q模型,提出了d、q轴电流的状态解耦和电网电压前馈补偿的综合控制策略,从而对电网波动和负载扰动具有较强的抗干扰能力.样机实验表明,该整流器能获得单位功率因数的正弦输入电流、稳定的直流输出电压和快速的动态响应,能够实现能量的双向流动,是满足交流励磁需要的理想整流电源.

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。

基于逆系统方法的三相PWM整流器控制

针对三相脉宽调制(PWM)整流器控制采用非线性反馈方法使控制器设计复杂化的问题,提出一种基于逆系统方法的三相PWM整流器的反馈线性化控制方法。利用三相PWM整流器数学模型,以直流输出电压、有功和无功电流作为状态反馈变量,推导出三相PWM整流器的逆系统,并构造出伪线性系统。通过对该伪线性系统的综合,设计出三相PWM整流器的闭环控制系统,实现了无功电流分量和直流电压的解耦,然后对该闭环控制系统进行了计算机仿真。结果表明,所采用的控制策略能够实现三相PWM整流器直流电压和无功电流的解耦控制,且性能良好。

三相PWM整流器新型相位幅值控制数学模型及其控制策略

该文对基于间接电流控制三相电压型整流器的数学模型和控制策略进行研究。提出以整流器前端电压滞后角ξ为控制变量的新型相位幅值控制方案。该方案基本思想是利用滞后角ξ和调制比m_r的耦合关系来减少系统设计的复杂程度。通过建立的系统小信号模型完成闭环设计。该方案控制思想明了,应用方便,有一定的应用前景。通过仿真和实验验证系统有良好的控制性能。

基于PCHD模型的三相四线电压型PWM整流器无源控制

本文首先建立了三相四线电压型PWM整流器的PCHD数学模型。根据控制目标,基于PCHD模型,利用IDA-PBC设计了PWM整流器的无源控制器。由于IDA-PBC采取能量成形和注入阻尼,可使能量存储函数快速趋于期望平衡点,实现控制目的。由无源控制器确定出dq0坐标系下的开关函数是简单的代数表达式,可简化控制结构。由于无源控制器是在保证稳定的前提下,由注入阻尼的大小就可调节整流器的性能,具有易于调试和工程实现的特点。计算机仿真结果证实了基于PCHD模型三相四线电压型PWM整流器无源控制的可行性。