单周控制DC/DC变换器的交流小信号模型与设计

以单周控制理论为基础,介绍了基本拓扑DC/DC变换器——Buck、Boost、Buck-Boost在单周控制方式下的工作原理;建立了统一的控制方程;建立了这三种变换器在单周控制下的交流小信号模型,并给出了规范化的统一模型;以统一模型为基础,设计了一个Buck变换器。

适应于直流新能源/储能接入的三电平Buck-Boost变换器建模及控制器设计

为实现大功率直流新能源/储能系统的接入,以一种级联同相三电平Buck-Boost变换器为研究对象,该拓扑可在宽电压波动范围内可升、可降,能适应大功率、宽范围电压的直流新能源/储能的接入和变换。首先,对级联同相三电平Buck-Boost变换器的工作原理进行分析,基于储能充放电控制均存在Buck模态和Boost模态2种工作模式,分别推导级联三电平BuckBoost变换器的小信号平均模型,其次,考虑到中点电压平衡问题,分析占空比差值ΔD对系统的影响,并通过Bode图,得出ΔD只对Boost模式低频段时影响较大,而对Buck模式和Boost模式高频段影响不大。然后,根据系统的小信号模型,对控制器进行设计,对比了传统控制器与TypeⅢ控制器的差异,得出TypeⅢ控制器有更大的控制带宽及稳定性。最后,通过仿真验证2种控制器的效果及特性。

多源多负荷直流微电网的稳定裕度分析及控制参数优化设计方法

为研究多源多负荷参数间的耦合交互对系统稳定运行的影响,该文建立多源多负荷直流微电网的小信号模型,基于系统振荡模态以及参与因子进行电压稳定性分析。在考虑同类参数耦合的系统稳定裕度分析中,发现全新规律为三台电源供电时,源侧线路长度采用“两长一短”比“两短一长”时系统稳定裕度更大。在考虑异类参数交互的系统稳定裕度分析中,详细解释了多源中下垂系数和虚拟惯性系数的交互作用。基于多控制参数的耦合交互影响,提出控制参数优化设计方法,实现系统稳定裕度最大,并使多源具有提供较大惯性的能力。最后,实验结果验证了上述分析的正确性。

输出本安型准Z源Buck变换器CCM模式小信号建模与控制

针对一种新型的输出本安型准Z源Buck变换器拓扑,推导了其四阶动态模型,分析了由准Z源网络参数造成的非主导极点变化对整个高阶系统性能的影响。证明了当准Z源网络参数L1、C1远小于常规变换器滤波网络参数LC时,准Z源Buck变换器具有与常规Buck变换器近似相同的开环频率特性,因此可以按常规Buck变换器控制器设计方法完成准Z源Buck变换器控制器设计。论文最后通过实验验证了理论分析的正确性。

交错型大变比双向直流变换器建模与控制器设计

传统非隔离型双向直流变换器存在难以取得较大输入输出电压变换比、电流纹波大、开关损耗大等问题,在分析一种交错型大变比双向直流变换器工作原理的基础上,采用小信号建模分析法建立该变换器在两种模式下的状态空间平均模型,设计了将变换器输出电压作为反馈信号的闭环比例积分控制器,提高了系统抗扰动能力,实现了该交错型双向直流变换器稳定的双向工作,并通过搭建了一台实验样机,验证了控制器的有效性.

基于模型预测控制的光伏并网系统次同步振荡抑制策略研究

随着中国光伏装机容量的不断增加,规模化光伏并网会引入大量电力电子设备,光伏并网系统存在发生次同步振荡的风险。为解决其潜在的次同步振荡问题,提出基于模型预测控制的光伏并网系统次同步振荡抑制策略。首先,建立考虑逆变器控制延时的光伏并网系统小信号分析模型,采用参与因子分析法选取具有良好可观性和可控性的模型预测控制信号。其次,建立合适的目标函数及约束条件,通过模型预测控制器求解光伏并网系统的最优输入序列,使系统输出达到期望值,从而抑制系统振荡。最后,通过仿真验证该抑制策略的有效性和鲁棒性。

基于Takagi-Sugeno模型的嵌入式模糊控制器设计

在对一类模糊控制器的实现方式进行了分析的基础上,针对嵌入式系统的特点,提出了一种基于Takagi Sugeno模型的工程化实时模糊控制算法,并将其应用于小型数控机床的主轴电机驱动系统设计。实验结果表明,该嵌入式模糊控制系统具有实时性强、响应速度快、精度高的特点,在现场控制中有效可行。

平均电流控制型移相全桥DC/DC变换器设计方法的研究

平均电流控制型移相全桥DC／DC变换器具有良好的动、静态性能，但电路结构较复杂，控制参数难整定。为此本文对ZVS移相全桥DC／DC变换器的原理和工作过程进行了深入分析，建立了变换器主电路的小信号模型，在此基础上，建立了基于平均电流控制模式下变换器的小信号模型，并由此得出系统的传递函数，最终确定了控制参数。仿真和实验结果表明，本文所提出的设计方案是切实可行的。

一种简化的LLC谐振变换器小信号分析方法

串联LLC谐振变换器由于其高效率、高功率密度和软开关特性,成为备受关注的DC/DC拓扑。谐振电路因其工作的复杂性,很难建立准确的小信号模型,因此控制器设计困难。这里提出基于时域仿真建立简化小信号模型的方法,设计了一台1 kW的实验样机,通过实验验证了该方法的有效性。

自主均流型Buck变换器并联系统的建模与设计

基于小信号模型理论,建立了Buck变换器并联电路的小信号模型,然后根据自主均流技术原理,分析了均流控制系统的设计过程,包括电压环、均流环的设计,从而形成了完整的自主均流技术设计步骤.根据所建立的模型,制作了一台由两个Buck变换器并联组成的样机,通过比较未采用均流控制和采用自主均流控制的两组实验结果,验证了文中所提控制系统设计方法的正确性.

一种UPQC直流侧电压控制器的设计方法研究

统一电能质量调节器(UPQC)的直流侧电容电压维持恒定与其和电源的有功功率平衡有关,为获得直流电压闭环控制模型,将直流电压表示成为电源有功电流的函数是必要的。提出了一种利用UPQC小信号模型推导出直流侧电压和电源电流的线性表达式的方法,据此获得了直流侧电压控制的闭环模型。以此为基础,探讨了直流侧电压控制器的设计方法。利用这种方法,针对实际的控制策略,计算出控制器的参数。仿真结果显示,采用这种方法设计的直流侧电压控制系统具有较好的频率特性,获得了较好的直流侧电压,表明这种方法是有效的。

基于DSP的实时T-S型模糊控制器设计及其在直流无刷电机控制中的应用

提出了一种简化模糊控制算法 ,它通过把系统的输入输出空间划分为一个完备的模糊模式集 ,且寻找与实时输入对应的模糊模式 ,对整个系统进行了简化 ;在此基础上 ,设计了以数字信号处理器 (DSP)为核心的模糊控制器 ;描述了其在直流无刷电机控制中的应用。实验结果表明 ,该模糊控制器具有实时性强、响应速度快。

升压PS-PWM控制器的分析与设计

针对升压型全桥移相零电压开关PWM变换器,提出了一种基于电压模式控制的控制器的设计方法。利用PS-PWM变换器的开环小信号模型,综合考虑了输入电压和负载电流的扰动,得出系统的电压模式控制框图,并根据其原理推导出系统的闭环传递函数,分析得出控制机理和控制器的设计方法。经Matlab仿真分析和实验验证,该方法设计的控制器具有良好的控制效果和鲁棒性能。

有源钳位推挽变换器控制策略的研究

针对常规推挽变换器中变压器的漏感会在开关管两端产生电压尖峰的问题,有源钳位推挽变换器可以有效地对此现象进行抑制.本文对推挽变换器的数学模型进行分析,使用二阶工程设计法整定有源钳位推挽变换器中的电压负反馈PI调节的参数值,并且通过仿真与实验的验证,确保有源钳位推挽变换器可以稳定高效地运行,同时消除了由变压器漏感引起的开关管两端电压尖峰.

混合动力船舶双向DC-DC变换器的研究与设计

针对全桥双向DC-DC变换器Buck和Boost两种模式参数设计要求不同的问题,提出了一种"占空比-变压器-电感"匹配设计法。对全桥双向DC-DC变换器的两种工作模式分别进行建模,设计了闭环控制系统,Buck模式的闭环控制系统保证了动力电池恒压充电;Boost模式的闭环控制系统保证了母线电压恒定。根据混合动力船舶的特点设计了双向DCDC变换器,仿真实验验证了所设计的双向DC-DC变换器控制系统和控制策略的正确性,保证了分别处于两种工作模式时输出端电压稳定。

基于双重移相控制的DC-DC变换器系统代码生成技术研究

在双向全桥DC-DC变换器的控制系统中,主要使用数字信号处理(DSP)作为控制器,但是传统的DSP开发过程存在时间长、编程复杂等问题。针对这些问题,提出了一种将Matlab和CCS相结合的方式来快速生成代码。针对双重移相(DPS)控制算法的开发,分析了DPS策略下双向DC-DC变换器的工作原理,给出了算法模型的建立过程并将程序下载到DSP控制的双向全桥DC-DC变换器中进行测试。研究表明,通过基于模型设计的规范流程,可以实现DSP程序的设计及双向全桥DC-DC变换器系统的开发;采用基于模型的设计方法可减小代码开发难度和开发时间,从而将更多的时间用在算法设计上并提高产品开发速度。

基于SPWM控制DC-AC变换器的代码生成技术

在DC-AC变换器的控制系统中,传统使用数字信号处理(DSP)作为控制器开发控制系统存在时间周期长、编程难度高等问题。为解决该问题,采用将Matlab/Simulink和Code ComposerStudio(CCS)结合使用的方法快速生成代码。选用单相全桥DC-AC逆变电路作为研究对象,通过Simulink仿真并生成正弦脉宽调制(SPWM)控制信号代码,在Matlab和CCS之间建立关联,并将生成的代码运行到以TMS320F28335为核心的主控板,进而生成SPWM控制主电路的逆变器。通过基于模型设计(MBD),验证了可以通过Matlab/Simulink仿真实现DSP自动生成代码,并应用于DC-AC逆变器,同时该方法具有很高的准确性和可行性。

面向对象的可编程控制器程序设计方法

通过总结目前普遍使用的组合逻辑函数法、功能转移图法、Petri网分析法等可编程控制器程序设计方法，提出了一种面向对象的可编程控制器程序设计方法。依照面向对象技术的思想．详细阐述了在可编程控制器程序设计中如何构造底层的基本控制对象类及其高层的对象模型封装类。给出了外部信号的定义并且例举了对象模型同外部信号的交互情况。最后再深入分析面向对象方法的优良性能。

模拟信号滤波的PLC程序设计

介绍惯性滤波法的数学模型和滤波器的 PLC 程序设计。

双向全桥CLLLC谐振变换器建模与分析

针对传统状态空间平均法不适用于谐振变换器建模的问题,采用扩展描述函数法,建立了双向全桥CLLLC谐振变换器的小信号模型;给出了该变换器谐振参数的设计方法,得到了适用于本文变换器的参数;设计了正向/反向运行时的控制器补偿函数,并搭建闭环仿真电路进行了仿真分析.仿真结果验证了本文所建立的模型和设计的控制器补偿函数的正确性.