Quasi-Z源逆变器电压电流双闭环控制系统研究

Quasi-Z源逆变器是在Z源逆变器的基础上提出来的新型电路拓扑结构,它除具有Z源逆变器的各种优点外,还降低了逆变器无源器件的电压电流额定值,而且使逆变器的输入电流变得连续,具有很好的应用前景。分析了Quasi-Z源逆变器的工作原理,建立了它的小信号模型,并设计了Quasi-Z源逆变器的电压电流双闭环控制系统。实现了对直流母线电压峰值的间接控制,能克服输入电压变化、负载变化等扰动的影响,使输出电压始终保持恒定,具有良好的动态性能和稳态性能。通过仿真验证了所建模型的准确性以及控制系统的有效性。

单相LCL并网逆变器双电流闭环控制仿真研究

采用LCL滤波方式的并网逆变器具有高频衰减特性,滤波效果优于单电感滤波方式。但是LCL滤波器为无阻尼三阶系统,易发生谐振。传统的解决方法是在电容支路串入电阻增加系统阻尼,虽然可以减小谐振,但却增加了额外损耗。文中采用并网电流和电容电流双闭环的方法增加系统阻尼,对电流双闭环方案进行系统建模和稳定性分析,并用MATLAB软件进行仿真验证。结果表明该方案可抑制系统振荡,提高系统稳定性。

单相LCL滤波器并网逆变器双闭环控制的研究

介绍了带电网电压前馈的电网电流外环、电容电流内环的双闭环控制策略。在滤波参数设计的基础上搭建了仿真模型,分析了控制器参数对动态性能的影响。基于理论分析,给出一种快速设计控制器的方法。仿真结果表明,该方案不仅能有效控制逆变器入网电流,而且抗电网电压扰动能力强。

变频器输出双闭环神经元解耦控制研究

为提高变频器的抗扰能力和输出电压电流的质量,针对传统闭环控制精度不高,鲁棒性不强等缺点,提出一种改进型的神经元解耦控制的电压电流双闭环控制方案,利用电压外环实现对输出电压的稳定控制,电流内环实现对输出电流的控制,电压环包含负载电流前馈及输出滤波电容电流解耦,电流环包含输出电压前馈及输出滤波电感电压解耦,利用神经元PID控制器的自适应调节能力,系统能够有效地抵抗输入及负载上的各种扰动,通过SIMULINK仿真分析,这种控制策略相对于常规的单闭环控制和双闭环PID控制,输出电压波形畸变小,动态响应快,超调小,有很好的负载适应能力。

SHAPF的电流控制策略及参数设计

为了实现并联混合型有源电力滤波器(SHAPF)高补偿性能的要求,提出一种SHAPF电流双闭环控制策略。利用基波电流环为谐波电流环控制器提供阻尼项,实现有源阻尼的同时减少一组传感器,降低系统复杂度。分析了SHAPF的滤波特性,并给出了SHAPF系统配置的参数设计方法。分析了电流双闭环控制器在离散系统中的稳定性条件,并给出了控制器参数设计方法。搭建了SHAPF的仿真模型与实验样机。结果表明SHAPF具备良好的谐波补偿性能,验证了电流双闭环控制策略及参数设计的合理性。

基于神经网络自适应的双电流闭环联合控制策略研究

在分析了双电流闭环控制策略不足的基础上,提出了一种基于神经网络自适应的双电流闭环联合控制策略,该策略利用神经网络技术对控制器参数进行实时自适应调整,提高了控制器运行效率,优化了整个双电流闭环控制结构。在不对称故障下的仿真实验表明,该控制策略能够消除直流侧电压波动和削弱直流侧电压纹波分量,系统动态响应快、控制效果好。

“双碳”战略目标下LCL型并网逆变器的控制研究

本文所设计的LCL型并网逆变器控制系统,是通过逆变器得到交流电,再通过LCL滤波器的滤波作用过滤掉高次谐波,最终使得所获得的并网电压电流能够馈入生活中的公共电网。

基于非线性PID的微电网虚拟同步发电机控制

为解决传统虚拟同步发电机(VSG:Virtual Synchronous Generator)电压电流双闭环控制的抗扰动性能差,受系统参数变化及各种不确定影响较大等问题,在建立微电网VSG转动惯量自适应控制模型的基础上,采用一种基于跟踪微分器的非线性PID(Proportion Integration Differentiation)实现电压外环和电流内环的控制,并根据输出信号的反馈值实时调节系统动态响应,从而达到稳定输出的效果。通过仿真验证了基于非线性PID的微电网虚拟同步发电机双闭环控制的正确性和有效性。

基于输出侧双模块并联的电力电子变压器高电能质量控制策略

电力电子变压器(power electronic transformer,PET)在给不平衡或非线性负荷供电时,可能会出现PET装置输出侧电压幅值和频率不稳定的现象,甚至影响PET的供电可靠性。针对PET输出容量大、容量模块化可调、高电能质量供电等需求,避免单台逆变器输出模块在处理不对称或非线性负荷时的局限性,本文提出了PET输出侧(逆变级)双模块并联的高电能质量控制策略。主要思路为:输出侧中的一个逆变器模块采用电压电流双闭环控制策略,可视为电压源,负责提供稳定的PET输出侧电压,起到稳定其他输出侧逆变器模块的电压基准值的作用,既可以补偿所有负序、谐波及无功电流以降低对PET输出电压的不利影响,同时还按照既定的输出侧模块功率分配策略输出有功功率和无功功率。输出侧的其他逆变器模块则采用电流补偿控制策略,可视为电流源,用于增大输出电流,提升PET装置的容量。以两个输出侧逆变器模块并联输出为例进行理论分析,认为所提控制策略既可以提高PET装置的输出容量,又可以极大降低非对称负荷对PET输出电压稳定的不利影响,有效地提升了PET的负载适应性、容量扩展性及供电可靠性。仿真结果验证了本文所提出控制策略的有效性。

基于LCL滤波的逆变器并网电流控制策略研究

LCL滤波器不仅电感量小,而且具有良好的高频衰减特性。但LCL滤波器为三阶系统,虽然能有效抑制并网电流中高次谐波电流,但却带来谐振问题。谐振问题对逆变器的控制策略提出较高要求。采用逆变器的逆变侧电流和并网侧电流双闭环控制方法,对基于PI调节和一种新型准PR(准比例谐振)调节的有源阻尼控制法进行建模及仿真。仿真结果表明,这种新型准PR调节的逆变侧和并网侧电流双闭环控制策略具有谐振抑制能力强、动态响应快等优点。

大功率可编程直流电流源的快速跟踪控制

大功率可编程直流电流源是一种输出电流脉动波形、脉动幅值和脉动周期可通过编程设定的特种直流电流源。本文设计了大功率可编程直流电流源的原理电路及其参数,分析了电源的工作原理,建立了电源系统的数学模型。针对本电源系统含有典型二阶振荡环节的特点,提出一种基于等效模型的调节器设计方法;针对输出电流单闭环控制快速性与稳定性矛盾突出的问题,提出引入滤波电感电流作为内环的新型双闭环控制模式。开发了基于上位机远程编程控制的22k W双路直流电流源样机,在不同脉动波形、幅值和周期下的实验结果表明,本文提出的电流双闭环控制策略具有更短的调节时间和更高的系统稳定性。

双向DC/DC变换器并联控制策略

世界范围内的能源短缺给社会的发展带来了严重的问题,大家逐渐探索出了用新能源来代替固有的化石能源的新思路。其中,蓄电池储能逐渐占据主导地位。选定了双向Buck/Boost变换器作为研究对象,实现了从蓄电池侧到直流侧的能量传输。对其进行电压电流双闭环控制,同时针对并联后的整体,给每个模块加入下垂均流控制,以实现更好的能量传输效果。

基于对称优化的SVPWM双闭环逆变器

为了使逆变器输出电压为谐波含量很小的正弦波,并获得较高的直流母线电压利用率,在控制策略上选择了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM),并利用空间矢量对称性对计算过程进行了简单优化。为了获得稳定的输出电压波形,本文应用了电压电流双闭环控制的PWM三相逆变器,输出电压和输出电流分别通过电压外环和电流内环实现稳定控制。这种控制方法有效改善了系统的抗干扰能力和动态响应。MATLAB的仿真结果证明了该控制方法的正确性和高效性。

纯电动客车用BLDCM双闭环控制系统建模与仿真

为了给电动汽车的研发提供参考,针对某型城市公交中巴客车改装的纯电动汽车,设计了无刷直流电机(BLDCM)的车速-电流双闭环控制系统,在MATLAB环境下搭建了该系统的动态仿真模型,并从空载(负载)运行、换挡运行、循环工况运行3个方面进行了仿真试验。研究结果表明:相比于传统的仅针对电机的驱动控制系统,该系统直接以车速为控制对象,可以将整车控制与电机控制有机结合起来;测速装置从电机转移到车轮上,利于降低BLDCM的设计复杂度和制造成本;该系统的电机调速控制效果与传统的电机驱动控制系统相当,并可有效控制汽车换挡带来的车速突变、迅速响应频繁变化的车速需求,能够满足多挡位纯电动客车的城市道路行驶要求。

LCL滤波并网逆变器的新型电流控制策略

针对LCL并网滤波器网侧电感电流和电容电流的双闭环控制策略,采用对电容电流闭环控制以增加系统阻尼,抑制系统振荡,提高系统的动态性能。对比分析网侧电感电流独立控制与电感及电容共同控制的特性,对电流双闭环控制策略进行系统建模和稳定性分析。仿真结果表明,该LCL拓扑与控制策略可有效抑制网侧电流谐振,具有良好的稳态特性和动态性能。

用于飞轮储能单元的神经元自适应比例-积分-微分控制算法

提出了种应用于飞轮储能系统的神经元自适应比例?积分?微分(proportional integral differential,PID)控制算法。该算法基于传统的双闭环调速系统与神经网络理论,实现对飞轮驱动电机的控制,使飞轮驱动电机能够根据系统要求,驱动飞轮储能单元储存或释放能量。运用李亚普诺夫稳定性理论证明了该控制算法的稳定性和有效性,并给出了其稳定性条件。经过仿真验证,该算法可以有效地实现对飞轮储能单元的充放电控制,其控制参数可以随着系统的运行自适应调节,飞轮储能单元的控制精度和鲁棒性也有所提高。

开关磁阻电机启动转矩控制策略研究

针对开关磁阻电动机启动过程容易产生制动转矩使转速下降的问题,介绍了开关磁阻电机启动过程工作原理,分析了开通角和关断角对启动转矩的影响,提出了一种电流双闭环的启动转矩控制策略,建立了基于Matlab/Simulink的开关磁阻电动机启动系统仿真模型,与传统的电流单闭环控制策略相比,该方法能有效减小启动过程的制动转矩,使转速平稳上升。

变频开关电源Fuzzy-PID控制器的设计

针对感应式变频开关电源在对金属材料进行热处理过程中,负载的等效参数和谐振频率发生变化,而变频电源的输出频率不能及时调整和跟踪的问题,结合PID和Fuzzy控制技术的优点,设计Fuzzy-PID控制器对变频电源进行控制,在大偏差时用Fuzzy控制,在小偏差时用PID调节。Fuzzy-PID控制器以单片机8098为核心,采用SPWM专用芯片SA4828,实现变频开关电源的电压、电流双闭环控制,使变频电源不仅具有较快的动态响应、更小的超调,并且具有较高的稳态精度和频率跟踪控制特性。

弱电网中增强LCL逆变器稳定性的虚拟阻抗控制

LCL型逆变器广泛应用于新能源发电并网系统中。在弱电网条件下,并网阻抗与控制参数不匹配是导致系统稳定性下降甚至失稳的主要原因。从削弱不匹配程度的角度出发,基于电流双闭环控制模型,分析了并网阻抗影响系统稳定性的作用机理,提出了网侧串联虚拟电感的改进方法。先增大网侧等效滤波电感的值,再进行控制参数设计,降低了并网阻抗对系统稳定性的影响程度,从而改善了系统稳定性。采用Bode图及根轨迹法对比分析了常规及改进控制策略,结果表明:同等弱电网条件下,采用改进方法系统稳定性更好。此外改进方法可以允许并网阻抗在更大范围内波动,提高了系统对弱电网的适应能力。最后采用Matlab/Simulink仿真进行了验证。

T型三电平并网逆变器的准PR控制系统

随着并网系统复杂性的增加,为了避免并网控制策略中复杂的坐标变换和解耦过程,将准比例谐振(proportional resonance,PR)控制引入到T型三电平并网逆变器的控制之中,并在此基础上进行了控制系统的建模和稳定性分析,将其与空间维数脉冲宽度调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)算法相结合,实现对T型逆变器的并网控制;最后,在MATLAB/Simulink仿真软件上搭建了T型三电平并网逆变器的准PR控制系统,仿真结果表明,相比于传统的电压电流双闭环控制,准PR控制在保证实现逆变器单位功率因数并网的前提下,能够更好地实现对并网电流无静差追踪和提高系统的经济性。