PWM控制下多电平混合逆变电路的脉宽调制及拓扑分析

PWM和多电平变换是在高压大功率电力电子变换中应用较多的两种技术 ,本文在试验一种新型混合逆变电路的基础上 ,通过分析PWM控制下的多电平混合逆变电路调制方法 ,提出了一种混合单元间电压比取值的方法 。

三相电压型脉宽调制整流器的非线性预测控制

脉宽调制(pulse width modulation,PWM)对电流跟踪的要求比较高,而数字化控制的延迟会严重影响整个系统的性能。为解决这一矛盾,并考虑到PWM整流器的非线性特性,将基于微分几何理论的非线性预测控制方法应用于三相电压型PWM整流器。利用泰勒展开得出状态值和指令值下一控制周期的预测值,并根据性能指标得出当前周期的控制量。为进一步提高电流跟踪精度,将状态变量及其指令值的偏差作为目标方程,在性能指标中引入目标方程的积分,得出了新的控制率。对非线性预测控制的本质进行分析。仿真和实验结果均表明,输入电流为正弦量,畸变率低,功率因数高,暂态特性优异,能有效补偿延迟的影响,验证了所提方法的正确性和有效性。

基于模糊控制的PWM整流器电压调速策略

针对三相脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器控制系统的直流侧电压响应速率问题,提出一种基于模糊控制的电压快速响应控制策略.建立PWM整流器在qd坐标系下的数学模型,并进行欠驱动特性分析和控制策略研究,设计级联双闭环控制结构.利用部分反馈线性化策略,设计电流内环控制器,为提升直流侧电压响应速度,提出电压外环模糊控制策略.所提控制策略能够在0.05 s实现稳定,功率因数达到了0.99,提升了系统抗扰动能力,仿真结果证明了所设计控制方案的有效性.

三相电压型PWM整流器控制技术分析

阐述三相电压型PWM整流器的工作原理、拓扑结构及控制策略,分析三相电压型PWM整流器的控制结构、双闭环整流系统的控制方法。通过仿真和实验验证控制策略的正确性和有效性。

并联脉宽调制整流器非线性L_2增益环流抑制控制

针对由于模型参数分散和外部干扰引起的并联脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器环流问题,提出了最优L_2增益电流内环控制与非线性L_2增益零序环流外环控制相结合的控制方法.最优L_2增益电流内环控制不仅可以实现干扰对输出的增益最小,还可以灵活实现并联PWM整流器之间的功率平移.非线性L_2增益零序环流外环控制可以有效抑制由于模型参数不确定和外部干扰引起的环流问题.并联PWM整流器双环L_2增益控制仿真结果表明:相对于传统的比例积分控制方法,该方法可以明显降低并联PWM整流器之间的环流,并可提高并联PWM整流器的供电品质,对于增强系统的稳定性具有重要意义.

交流电机变频调速讲座 第三讲 正弦脉宽调制(SPWM)控制

为了使变压变频器输出交流电压的波形近似为正弦波，使电动机的输出转矩平稳，从而获得优秀的工作性能，现代通用变压变频器中的逆变器都是由全控型电力电子开关器件构成，采用脉宽调制（Pulsewidth Modulation，简称PWM）控制的，只有在全控器件尚未能及的特大容量时才采用晶闸管变频器。应用最早而且作为PWM控制基础的是正弦脉宽调制（Sinusoidal Pulse Width Modulation，简称SPWM）。

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。

三相电压型PWM整流器的反馈线性化和滑模控制

建立了同步旋转坐标系下的三相电压型脉宽调制(PWM)整流器(VSR)的非线性数学模型,针对有功电流和无功电流强耦合的特点,提出一种基于该坐标系的电压和电流双闭环控制算法,其中电压外环采用滑模控制算法,电流内环采用状态反馈精确线性化控制策略,最后建立了仿真模型并与传统PI控制进行了仿真对比.结果表明,该复合控制方案结合了两者的优点,使VSR既具有良好的鲁棒性,又能实现无功电流和有功电流的解耦控制,系统能保证很高的功率因数,输出电压恒定,能适应负载的扰动和非线性变化,具有很好的静动态性能.

三相PWM整流器的反馈线性化直接电压控制

为了提高整流器在负载大扰动范围内的电压响应速度,在现有的反馈线性化控制方法基础上,提出一种直接电压控制的方法及算法。该算法突破传统的双环级联的控制方式,由电压误差直接控制输入变量,从而达到母线电压快速镇定的目标。论文对现有的反馈线性化方法进行综述和分析,并对控制律进行适当的修正,建立一种由电压误差和负载电流误差并行的直接控制规律。利用整流器模型和电压误差方程对系统的稳态,以及不同负载扰动下的动态性能进行定量分析,给出系统参数存在误差时的影响。通过仿真对比及实验结果,验证系统的稳定性和收敛速度及理论分析的正确性。结果表明,论文提出的直接电压控制方法,在简化控制变量表达式和减少计算变量的同时,能够保证全局稳定收敛,并进一步提高电压在负载大范围扰动下的响应速度。

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。

三相有源电力滤波器精确反馈线性化空间矢量PWM复合控制

提出一种基于精确反馈线性化的三相有源电力滤波器空间矢量脉宽调制控制方法。在三相并联型有源电力滤波器的仿射非线性模型基础上,推导出其状态反馈精确线性化非线性控制律,实现三相并联型有源电力滤波器有功补偿电流和无功补偿电流的解耦控制。选取适当的反馈系数可确定交流侧指令电压,利用空间矢量脉宽调制技术对所需的指令电压进行逼近。与PI控制的三角载波控制方案进行仿真对比分析,验证了所提出的控制方案的动、静性能指标均优于PI控制方案。研制了一台小功率样机,验证了所提方案的正确性和可行性。

三相电压型脉宽调制整流器的自抗扰控制

针对传统电压外环控制方法存在的抗扰性能不佳等问题,提出了三相电压型脉宽调制(PWM)整流器的自抗扰控制策略。基于PWM整流器在同步旋转坐标系下的数学模型,利用反馈线性化控制,设计了电流内环控制器。通过构造新型非线性状态误差反馈函数,对传统自抗扰控制进行了改进,从理论上证明了该方法收敛速度优于线性状态误差反馈函数,同时解决了控制力抖动问题。设计了基于改进型自抗扰控制的PWM整流器电压外环控制器,并给出了该控制器参数整定方法。实验结果表明,所提出的自抗扰控制策略可确保PWM整流器获得较好的稳态和动态性能,特别是在抵抗电网电压扰动和负载扰动方面具有优越性。

电流型PWM整流器的非线性控制

电流型PWM整流器在同步坐标系下的数学模型呈现非线性、强耦合的特性,使其控制器的设计较为困难。该文首先基于非线性微分几何理论,分析了三相电流型PWM整流器实现输入/输出精确线性化的条件,指出线性化后的系统存在一阶零动态,然后提出了三相电流型PWM整流器的非线性控制策略,实现了交流电流d轴分量和q轴分量的解耦控制。最后该文分析了非线性系统一阶零动态的稳定性,并设计了状态反馈控制器以改善其动态响应特性。仿真和试验结果验证了所提出方法的有效性。

三相电压型PWM整流器的级联式非线性PI控制

该文以同步旋转坐标系模型为基础,设计了三相电压型PWM整流器的级联式非线性PI控制器。采用双环结构,用三个非线性PI环节实现了对整流器直流电压与功率因数的高性能控制。以误差的非线性函数与传统PI环节构成的级联式控制器,既提高了系统响应的快速性,又增强了抗扰能力,同时计算简单易于实现。与传统PI控制器的仿真对比表明该方法能够明显改善系统的动态性能,而实验结果也验证了非线性PI控制器的优良性能。

PWM型DC/DC开关变换器非线性闭环控制策略的研究

融合了开关变换器脉动和非线性的特点 ,提出了积分函数控制新策略 ,实现了输出电压平均值的即时动态控制 ,即在电源电压与负载电流瞬态或持续扰动下 ,开关变换器直流输出电压的动态或稳态输出误差为零。以降压型开关变换器为例 ,计算机仿真和实验验证了新策略的优良特性。

具有最优动态响应的PWM型DC-DC变换器非线性控制新策略

提出一种新颖的PWM变换器非线性控制新策略,通过引入一个非线性积分器,并采用等间隔反向线性复位法,强制被控开关变量平均值在每一个完整的开关周期中严格等于控制基准,彻底解决了因电力电子器件开关时间导致的开关误差,实现变换器在输入电源变化时的零稳态误差。利用带自动积分限幅功能的控制器,在电感电流连续或不连续模式、以及临界状态下,系统均能稳定可靠的工作。利用带双前馈补偿的控制器,变换器对负载扰动的抑制能力显著改善,系统动态响应实现了工程最优动态响应。新策略具有良好的通用性,适用于各种硬开关或软开关方式的Buck、Cuk、半桥或全桥变换器,以及由他们派生出来的其他变换器。

三相电压型PWM整流器非线性解耦控制研究

基于非线性系统反馈线性化理论,建立了三相电压型PWM整流器非线性仿射模型,推导出其对应的非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈矩阵,得到了三相电压型PWM整流器反馈线性化模型,提出了三相电压型PWM整流器无功功率和有功功率的解耦控制策略。对三相电压型PWM整流器解耦控制特性进行了细致分析和研究。结果表明,反馈线性化能较好地实现三相电压型PWM整流器的解耦控制。给出的试验结果验证了文中理论研究的正确性。

电压型PWM整流器非线性控制策略综述

为提高PWM整流器的性能,国内外学者开始将非线性控制理论应用到PWM整流器控制中。介绍了几种国内外三相电压型PWM整流器非线性控制策略的研究现状,包括反馈线性化控制策略,基于Lya-punov稳定理论的控制策略,基于无源控制理论的控制策略,模糊控制策略和基于人工神经网络理论的控制策略,并进行了分析。

Intersil推出新的4相同步PWM(脉宽调制)降压控制器系列

高性能模拟解决方案设计和制造领导厂商Intersil公司宣布推出新的4相同步PWM（脉宽调制）降压控制器系列。这些器件实现了最快速的瞬态响应和最少的输出电容器数量，并提供了集成度最高、最经济的计算电源管理解决方案。

基于精确反馈线性化的Buck开关变换器定频PWM滑模控制

基于非线性微分几何理论,提出了一种基于精确反馈线性化的定频PWM滑模变结构控制策略。应用脉冲波形积分法建立电感电流连续(CCM)开关变换器的仿射非线性系统模型;在满足精确反馈线性化条件下,采用状态反馈精确线性化方法,推导了非线性坐标变换矩阵和状态反馈表达式,实现了变换器的线性化。以线性化后的布鲁诺标准型为新被控对象,采用指数趋近律设计了滑模控制器。仿真结果表明:该方法不但比传统PI控制具有更好的稳态特性、更快的响应速度、更强的抗干扰能力,而且优于基于微分几何的最优控制策略。