三相电压型逆变器的电流前馈控制算法

为了提高三相电压型逆变器对负载变化的鲁棒性,提出一种电压单环的电流前馈控制算法。首先,给出了逆变器系统电流前馈控制算法的设计思想来源,讨论了多输入多输出非线性系统的中间变量的前馈控制律;其次,根据三相电压型逆变器的d-q数学模型,将多输入多输出非线性系统的中间变量的前馈控制律应用到三相电压型逆变器系统中,建立了其电流前馈控制数学模型,并利用李雅普诺夫第二判别法分析了闭环系统的稳定性,同时讨论了闭环控制系统的跟随性;最后,通过仿真实验验证了所提出的算法的合理性和有效性。

基于电流前馈的分布式新能源低频纹波抑制

在分布式新能源应用场合中,传统的两级式单相逆变器输入电流中含有大量低频纹波电流。此处对应用于分布式新能源发电场合的两级式单相逆变系统中能量流动、纹波功率以及输入端的纹波电流的产生机理进行了分析。基于Boost电路的小信号模型和纹波电流的等效电路模型,提出一种基于电流前馈控制的输入端纹波电流抑制方法。最后将此控制策略在基于DSP的先进数字控制平台上进行了实验,并与未引入电流前馈的传统双闭环控制模式进行了对比,实验结果验证了该控制策略的有效性和合理性。

基于参数优化的负载电流前馈型三相PWM整流器控制系统研究

针对传统三相电压型PWM整流器抗负载扰动能力不强的缺点,采用了一种基于功率守恒的负载电流前馈的控制策略,以抵消负载扰动的影响。同时将粒子群算法应用于整流器的PI参数优化设计中,提高了整流器的性能。对整个系统进行了仿真和实验验证,取得了较好的效果。

具有电流前馈的中频无刷励磁控制系统及其实现

精密品质的400Hz船用中频供电系统是特种装备可靠运行的重要保障,研究高性能的中频同步发电机励磁控制策略和工程应用非常重要。本文分析了中频供电系统瞬变电压调整特性,提出了具有电流前馈的中频无刷励磁系统PID控制算法,能够对励磁机的时间常数进行一定的补偿,降低其滞后效果,因此增加了励磁系统小信号响应带宽的能力,以满足中频供电系统在突加或突卸负载的工况下,中频发电机机端输出瞬变电压具有快速的恢复时间。实验结果与仿真相符合,系统输出电压具有良好的动稳态性能,表明了所提出的控制方案是有效的。

电流前馈扰动法在光伏并网发电系统孤岛检测中的应用

分析了在光伏并网发电系统中孤岛检测的原理,在综合考虑已有孤岛检测方法优缺点的基础上,提出了一种基于电流前馈扰动的孤岛检测方法。通过Matlab/simulink仿真表明,这种方法可以快速地检测到孤岛运行,检测盲区小,对输出电能质量的影响较小。

一种电流前馈控制的单位功率因数三相SAPWM变流器

本文提出一种基于幅相控制方式、具有电流前馈的单位功率因数三相电压型SAPWM变流器。根据相量间的直角三角形关系和能量平衡原则,建立了该系统的低频数学模型,分析了系统的相量调节方式。在此基础上,将直流侧负载电压的变化率转化为到达下一个平衡状态时相位与调制深度的附加控制量,以提高系统的快速性。实验证明:控制系统实现了单位功率因数和能量的双向流动,且输出直流电压恒定可调,相电流的谐波含量非常小,系统动态性能较好。

直流变换器虚拟电容电流前馈控制策略

建立了Boost变换器带恒功率负载时控制系统的小信号模型,分析了影响母线电压稳定的相关因素,证明了增加直流母线电容有利于提高直流母线电压稳定性,针对该结论对Boost变换器提出一种虚拟电容电流前馈控制策略。小信号模型分析、仿真和实验结果均表明这种控制策略能有效抵消恒功率负载负阻抗特性对母线电压稳定性的影响,有利于提高驱动系统功率稳定输出范围。

基于电流前馈补偿的双极式变流器控制策略

为了提高变流器DC/DC与DC/AC模块之间的协调控制,加强变流器系统的稳定性并提高动态响应速度,本文提出了一种基于电流前馈的新型控制算法,并应用于一个30 kVA双极式储能变流器实验平台。实验结果表明,该算法能够有效地降低在直流侧功率进行转换时对直流母线电压进行的冲击,并在很大程度上提高了双极式变流器的动态响应速度。

基于谐波电流前馈的虚拟同步机控制方法

此处提出一种基于谐波电流前馈的负荷侧虚拟同步机(VSM)电流谐波抑制方法。首先研究了电压控制型VSM的数学模型和控制方法,随后针对电压控制型VSM对电流进行间接控制导致网侧电流质量较差的缺点,提出了一种提取三相电流谐波信息前馈至调制波改善电流质量的方法。通过二阶广义积分器(SOGI)算法提取谐波电流,将提取的谐波电流通过比例微分(PD)调节器前馈至调制波,以达到有效降低VSM交流侧电流谐波的目的。最后通过仿真和实验,证实了所提控制方法的有效性。

永磁同步电机电流前馈与电压补偿法的研究

由于电动汽车的驱动电机及其控制驱动器属于大功率感性负载,在工作时容易对其他车载电器及电子产品产生传导干扰与辐射干扰,因此提高控制系统及其算法的品质,有利于提高系统的性能和电磁兼容性,也有利于提高整车的电磁兼容性。文章介绍了利用电流前馈调节和电压补偿法提高电动汽车用内埋式永磁同步电机(IPMSM)控制器的控制性能和电磁兼容性的方法,在控制算法中增加了电流前馈调节和电压补偿环节,并利用MATLAB/Simulink对系统的控制算法的可行性和正确性进行了仿真与验证。

基于电流前馈解耦双环控制的三相VSR仿真研究

文中介绍了三相VSR的拓扑结构,给出了其在三相abc坐标系下和两相同步旋转dq坐标系下的的数学模型,并在此基础上引入了基于电流前馈解耦的双环控制系统。在分析了SVPWM的原理和实现方法后,给出了在SIMULINK下建立的模型并进行了相应的仿真研究,仿真结果表明,基于双环控制的系统具有动态响应快,抗扰性能好的特点。

采用CDSC滤波实现网侧有功电流前馈的APF无谐波检测控制

用无谐波检测法控制有源电力滤波器(active power filter,APF)省去了谐波检测环节,减少了计算量,但传统的无谐波检测法存在APF直流电压随负荷变化而波动严重的缺点。为此,该文基于对传统无谐波检测法直流电压波动机理的分析,提出利用网侧正序有功电流前馈来提高无谐波检测法下APF直流电压的动态响应特性,从而抑制直流电压波动的改进方案。为简化该方案在静止坐标系下的实现,选用并设计了级联延迟信号对消(cascaded delayed signal cancellation,CDSC)滤波器来获取基波正序电流信号。由于稳态的网侧电流与电压相位相同,据此设计了有功逼近算法代替传统有功电流计算方法。仿真和实验验证了改进方案的有效性。与传统无谐波检测法相比,改进方案加快了直流电压恢复速度,提高了负荷电流波动时直流电压稳定性,降低了APF损耗和网侧电流不平衡度。

基于负载电流前馈的级联H桥整流器直流电压平衡策略

针对级联H桥整流器输出电压平衡问题,采用比例脉冲补偿法进行了建模和分析,分析了负载电流扰动对平衡环节的影响,给出了扰动下系统跌落值和调整时间与系统动态指标之间的关系曲线。针对比例脉冲补偿法在负载大范围切换时动态特性差的问题,通过将负载电流引入平衡控制环路,提出了一种基于比例脉冲补偿法的负载电流前馈电压平衡控制策略,其可以在不影响原闭环系统稳定性的基础上,大幅提高平衡控制器的动态特性,并给出了电压平衡比例-积分(PI)控制器参数的设计公式。最后,基于级联H桥整流器的仿真模型和实验样机进行了比较测试,结果显示所提方法在切载情况下各单元之间的最大电压差降低了23 V,调整时间减小了75%。

基于电流前馈的电动汽车永磁同步电机矢量控制

以电动汽车使用的永磁同步电机为研究对象,探讨电机控制系统抗干扰能力提升及汽车行驶舒适性改善问题。提出一种基于电流前馈控制的空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略,对传统矢量控制中的d-q轴参考电流分量分别进行补偿。通过永磁同步电机控制系统Simulink仿真模型,对电动汽车负载启动及超车加速时电机控制状态进行模拟。在负载启动的情况下,针对永磁同步电机参考转速变化、负载转矩变化等情形,对转速、电磁转矩、三相定子电流、输出磁链等关键性指标进行仿真波形分析。实验结果表明电流前馈SVPWM控制策略能够有效抑制电机转矩脉动,较快速稳定控制电机,所建立模型鲁棒性高,对于提升驾驶人对电动汽车行车满意度有很大帮助。

单相全桥电压型逆变器的负载电流前馈控制策略

为了实现单相全桥电压型逆变器对正弦指令的无静差跟踪,提出一种非线性控制策略。基于逆变器的工作原理分析了其大信号模型。从系统的控制目标出发,根据系统稳态的特点定义了中间变量的参考值,进而将负载电流前馈到控制量中,得到了一种非线性控制模型。为了减少非线性控制模型中参数选择的盲目性,利用微分方程特征根的分布,并结合工程上衰减周期的选取原则,得到了系统控制参数合理的取值范围。最后通过试验验证了该控制策略的可行性和参数选择的有效性。

基于电流前馈控制的小电容链式储能系统

级联H桥链式结构可有效解决中低压储能系统运行和管理问题,而链式储能系统各子模块输出功率含有低频波动电压,因此工程上多采用大电容以降低电容波动电压,避免设备过电压。本文提出了一种适用于具有双向DC-DC链式储能系统的电流前馈控制法,通过前级DC-DC变换器产生二倍频波动功率输出,降低链式结构模块电容二倍频功率分量,从而可减少直流电容电压波动,大幅降低电容容值。本文详述了电流前馈控制实现机理,并通过实验有效验证了所提方法的有效性。

基于电池电流前馈控制策略的两级式双向储能变流器控制

当下储能发展的速度以及多样性催生了多种不同电压等级的储能电池,所以能适应不同电压等级电池组的双向储能并网系统是当下分布式发电发展的关键,而由于直流的DC/DC变流器具有升压功能,所以将直流斩波与逆变背靠背设计能够满足此条件,但是由于在电池充放电过程中直流母线电压存在严重暂态波动,严重降低了储能系统的稳定性。为此本文针对背靠背的储能变流控制系统在充放电过程中所出现的暂态性提出一种基于电池参考电流前馈补偿控制策略,并采用不同电压等级的电池接入系统进行仿真验证。

基于负载电流前馈两级式单相逆变器输入电流低频纹波的抑制

两级式单相逆变电路中,因输出功率的脉动,输入电流侧将出现大量纹波,且它的频率是输出频率的2倍。提出了一种基于前端DC-DC变换器负载电流前馈来减少输入电流低频纹波的控制策略,旨在控制母线电压以2倍的输出频率脉动,从而使直流母线电容提供几乎所有的脉动功率。阐述了实施方法,分析了动态特征、设计主要参数的原则。提出的前馈方法能有效地抑制输入电流纹波,而对原始系统的稳定性、动态响应等几乎没有影响。仿真结果证实了该控制方法的有效性和分析的正确性。

基于纹波电流前馈的并网逆变器模型预测控制方法

研究了一种基于纹波电流前馈的单相并网逆变器的电流控制方法。首先研究了适用于单相并网逆变器的传统有限集模型预测控制算法(FCS-MPC)。随后研究了输岀电流的纹波特征,接着通过改进传统的有限集模型预测控制算法,在此基础上增加了前馈纹波电流环节,以达到降低单相并网逆变器输出电流纹波的目的。最后通过仿真和实验,证实了所提控制方法的有效性。

基于励磁电流前馈调节的航空直流发电系统建模分析

高压直流(HVDC)发电系统因为其效率高、质量轻以及可靠性高等诸多优点成为航空供电系统的首选,其系统输出端存在着用于滤波的大电容,这使得采用传统PI调节方案的调压器不能满足系统的动态性能要求。因此,提出了采用励磁电流前馈(ECF)的调压器技术。对该技术进行了详细的理论分析,分别建立了有励磁电流前馈环和无励磁电流前馈环的发电系统的数学模型。比较2个系统的性能,发现有励磁电流前馈环的发电系统截止频率得到了较大的提高。实验表明,在突加负载和突卸负载2种情况下,加入励磁电流前馈环控制,系统能够迅速响应,保持稳定并且超调量小,动态性能得到了明显提高。该方法可推广到不同类型的航空发电系统的调压控制中。