数字Smith补偿器在温度控制系统中的应用

介绍了数字Smith补偿器的调节原理 ,VI87MA数字调节器Smith补偿的实现 ,以及数字调节器在温度控制系统中的应用。

一种基于数字孪生的虚拟同步机与静止同步补偿器优化协调控制策略研究

当电网发生严重不平衡电压跌落时,虚拟同步机通常配置静止同步补偿器应对电压支撑不足、电流越限等问题。在实际应用中同步机和补偿器之间的协调控制严重依赖实时通信。因此,文章提出了一种基于数字孪生技术的虚拟同步机和静止同步补偿器的优化协调控制策略。首先,建立基于正负序电流控制结构,支撑新能源场站并网点的电压。其次,提出了改进的多目标协调控制策略,实现电压支撑、电流限制和有功功率输出等多个控制目标。再次,建立基于数字孪生的虚拟同步机与静止同步补偿器协调控制模型,应对现实中协调控制通信延时问题。最后,通过使用MATLAB仿真平台,验证了该方法的有效性。

带有死区时间补偿及电容电压平衡功能的二极管钳位型三电平逆变器数字调制方法

针对二极管钳位型三电平逆变器存在的电容电压平衡问题和死区时间导致的输出波形失真问题,该文在分析死区时间对输出波形失真及电容电压平衡影响的基础上,提出一种可用于高频逆变器的数字调制方法及具体实现形式,分析量化与采样环节、数字隔离器件传输延时及采样时钟对所提方法的影响,并给出开关时钟分频倍数的设计准则。该方法独立于闭环控制系统其他环节,无需电流采样,实现容易且易于集成在数字控制器中;无需控制环路运算,可适用于更高开关频率和输出频率。仿真和实验表明,所提方法在不同开关频率、不同死区时间和不同负载类型下均能有效地降低死区时间导致的输出波形失真现象,且能够很好地解决电容电压平衡问题。此外,所提方法在开关频率高达400 kHz的情况下仍具有良好的效果。

一种提高数字控制LCL型并网逆变器对电网阻抗鲁棒性的补偿策略

与模拟控制相比,采用数字控制的LCL型并网逆变器会引入控制延迟,在电网阻抗变化较大的弱电网中,严重降低了系统的稳定性。为了提高数字控制的LCL型并网逆变器对电网阻抗变化的鲁棒性,提出一种比例-相位滞后的补偿策略。首先,在考虑控制延时的基础上,对电网阻抗宽变化范围内的系统进行稳定性分析;然后基于Nyquist稳定性判据识别稳定区域,并合理设计比例和相位滞后补偿器的参数,使改进后的系统在电网阻抗宽变化范围时仍能够稳定运行。最后,仿真与半实物实验结果验证了所提方法的可行性和有效性。

Smith预估补偿器及其应用

介绍Smith预估补偿器在纯滞后控制系统中的补偿原理及作用 ,着重论述Smith补偿器的DDC系统的控制算法。并在玻璃窑炉的料道温度控制系统中使用Smith预估补偿器获得了成功应用 ,其控制精度达到 0 1%,升温速度达到 2℃ /min。Smith预估补偿控制与常规的PID控制相比 ,具有调节时间短、超调量小、鲁棒性好等优点。适应于一般工业生产过程中有纯滞后环节的控制系统 ,有较大的推广应用价值。

自适应Smith补偿器在基于IP的网络控制系统中的应用

在基于IP网络的网络控制系统(NCS s)中,网络诱导时延变化显著且往往大于一个采样周期.本文引用数据通信中应用广泛的网络回程时间来估计NCS s中时变的全回路网络诱导时延,并提出了一种新的自适应Sm ith补偿器.仿真结果表明,该补偿器能够有效地消除网络诱导时延变化对控制性能的负面影响;结合该自适应Sm ith补偿器所设计的控制系统能够获得很好的控制性能与较强的鲁棒性.

动态推力测量数字补偿器设计

介绍了动态推力测量的意义以及典型动态推力的补偿方法,提出了直接数字补偿器设计的最少拍和非最少拍的数字补偿器的设计方法,分析和仿真表明,非最少拍数字补偿器具有更好的性能。

数字DC/DC开关电源环路补偿器设计

建立了数字控制DC/DC开关电源闭环系统的s域小信号模型,采用数字重设计法针对给定的系统参数设计了数字补偿器。应用SISODesignTool仿真平台,在伯德图分析和根轨迹法的基础上设计了连续域的模拟补偿器,并进行了离散化处理。在建立系统s域模型时引入了模数转换器和数字脉宽调制发生器产生的延迟效应,使补偿器的设计考虑了采样速率对系统的影响,改善了传统离散设计的误差。基于数字重设计法构建的数字补偿器实现了对脉宽调制信号的可编程精确控制,保证了变换器闭环工作良好的动态特性。仿真实验结果验证了所设计的数字补偿器的性能。

电流互感器误差的一种数字补偿方法

提出了一种对电流互感器误差基于单片机的数字补偿原理。互感器误差具有的非线性特性给误差补偿带来困难。有源补偿提取实时激磁电流的方法过于复杂 ,且难于实现。文中的数字补偿器 ,通过引进计算机控制避开了提取实时激磁电流 ,较之与利用相似原理、模拟装置的有源补偿器具有误差补偿的精度高、智能化、通用性强的优点。对离散误差资料进行曲线拟合 ,误差曲线质量对补偿器性能至关重要。由于误差曲线是光滑的 ,实际采用阿克玛方法拟合 ,得到了较好的效果。文章还着重介绍了数字补偿器各主要部分设计原理 ,概述了其原理、核心硬件和软件设计流程 。

鲁棒稳定的改进型Smith预估补偿器

如果Smith预估补偿器的预估模型和被控过程的模型不完全匹配,闭环控制系统稳定性不理想。本文采用可变死区范围的非线性方法改进基本的Smith预估补偿器,使得闭环系统关于模型不匹配的稳定鲁棒性令人满意。

混沌优化Smith预估补偿器

一个控制系统的Smith预估补偿器参数如果选取不精确可能会导致控制器失效,针对这一问题,提出一种在线混沌优化Smith预估补偿器参数的方法.首先通过混沌映射对被控对象的阶跃响应曲线进行数学辨识得到其传递函数,然后依据辨识出的数学模型进行离线PID参数优化.当模型变化时,控制器可以自适应调节参数.此方法具有被控对象自动识别、系统针对性强、可以在线滚动优化等优点.分别以低阶和高阶数学模型为被控对象进行仿真,仿真结果表明,控制器具有较强的跟踪能力和鲁棒性.

Smith补偿器的非线性校正及系统稳定鲁棒性

利用非对称非线性的环节对Smith补偿器进行校正,并用于间接加热蒸煮过程控制,仿真表明闭环系统具有较好的关于模型不匹配的稳定鲁棒性。

基于自适应Smith预估器的补偿模糊神经网络控制

针对滞后慢时变系统,利用 Adaline 网络在线辨识被控对象的静态增益和纯滞后时间,实时调整 Smith 预估器的参数,并采用补偿模糊神经网络作为控制器的控制方法。将该方法用于纸浆浓度控制系统,仿真实验结果表明了该方法的有效性和实用性。

DAC数字补偿器的设计

本文从硬件在回路系统（HITL）数字仿真的共性问题出发,以功能强大的计算机代数系统Mathematica为工具,提出了一种设计一般形式的DAC数字补偿器的方法,以弥补工程上广为采用的信号重构器与理想滤波器在频率特性上的显著差异,减小误差。该方法简单、实用,物理意义直观、清晰。

Smith预估补偿器的非对称非线性校正

对Smith预估补偿器采用可变死区范围的非对称非线性校正,使具有大纯滞后环节的闭环系统具有较好的关于模型不匹配的稳定鲁棒性,并且系统还具有令人满意的稳态误差.

带解耦和Smith补偿器的混合煤气热值控制

采用常规仪表对混合煤气热值进行控制 ,难以达到满意的控制效果 ,因为混合煤气热值控制是一个强耦合、大滞后控制系统。对系统的耦合和大滞后问题作了详尽分析 ,并采用小型DCS控制器进行控制 ,应用前馈补偿法对系统耦合进行了静态解耦 ,应用Smith补偿器对热值检测滞后进行了动态补偿。控制结果表明 :混合煤气热值稳定 。

一种针对数字控制下光伏并网逆变器的陷波器滞后补偿方法

由于数字控制中存在着延时环节和零阶保持器环节,使得光伏并网逆变器的运行极易发生不稳定的状况。为了研究数字控制下光伏并网逆变器的稳定性问题,首先针对逆变器建立了z域模型,并推导了其z域传递函数,然后通过严格的数学推证发现当逆变器谐振角频率 w res = π/(3Tsa)时,系统存在的两个开环不稳定极点和一次穿越-π线之间的矛盾导致了逆变器的谐振角频率在此点必不能稳定,同时指出了当逆变器的谐振角频率 w res在π/(3Tsa)附近处时系统亦难以稳定。针对此种情况,提出一种陷波器滞后补偿策略,在讨论了数字控制下陷波器特性和离散方法后,给出了滞后补偿的设计思路和方法。根据前述思路与方法搭建了一台功率为6.6kW的三相光伏并网逆变器,实验结果表明此方法简单有效,能够使逆变器在其谐振角频率 wres位于π/(3Tsa)及其附近处时皆能保持稳定状态,验证了理论分析的准确性。

基于UCD3138的数字电源PIDα补偿器设计

采用完全可编程的数字电源控制器UCD3138作为数字电源的主控芯片。通过片内数字电源控制环路执行数字控制。此环路由1个专用误差模数转换器(EADC)、1个基于2极点2零点数字PIDα环路补偿器CLA和具有250 ps脉宽分辨率的数字脉宽调制器(DPWM)组成。EADC将输出电压的采样值转换为数字量,利用CLA的PIDα控制律实现基准值与采样值之间的误差调节,通过片内DPWM发出PWM波,驱动数字电源主电路开关管工作,从而控制数字电源达到稳定输出。详细分析了数字环路控制基本原理和PIDα CLA设计方法,并基于Fusion Digital Power Designer软件对所设计的PIDα CLA进行仿真验证,最后使用C语言设计了相应的PIDα CLA,并在实验样机上基于PSM3750频率响应分析仪验证PIDα算法,实验验证了该数字电源PIDα CLA设计方法的正确性与可行性。

一种恒流源的环路数字补偿器设计

本文提出了一种新颖的恒流多路输出技术方案,该方案采用一个稳压电源给并联的多路开关电源供电,采用数字控制方法控制多路开关管的迟滞电流以实现恒流,用于中小功率LED的驱动。本文就其中一路恒流源的环路控制进行设计,用状态空间平均法对主功率电路建模,根据设计要求求得补偿环路的传递函数,并利用双线性变换法将其从S域离散到Z域,由此获得数字控制参数。

一种集成数字开关电源补偿器设计

片上集成的数字开关电源(SMPS)控制器采用数字方式的补偿器,能够实现较为复杂的控制策略以达到高性能电源管理。针对普通数字补偿器通常占用较大的片上面积问题,通过分析Boost电路模拟补偿器的数字化方法,提出了全集成的数字补偿器电路方案,并采用了非线性寻址查找存储补偿系数,实现了面积和瞬态响应优化;所提出的方案具有面积小、功耗低、结构简单、易于综合的特点。现场可编程门阵列(FPGA)验证结果表明,采用该补偿器的控制器可应用于数字电源的控制。