采用改进复矢量的PMSM电流解耦控制

电压前馈的永磁同步电动机解耦控制系统在电机参数变化时存在解耦性能不佳问题,为此引入一种基于复矢量的电流解耦控制,复矢量控制通过引入随速度变化的虚轴零点与被控对象的极点进行抵消,使系统近似等效为一阶惯性环节,从而提高解耦效果,同时使用扰动观测器对电机参数变化和电流耦合引起的电压误差进行观测补偿,降低dq轴电流耦合增益,改善复矢量控制器参数与电机参数失配时的解耦性能,提升系统的鲁棒性以及动态性能。通过与传统解耦控制策略的仿真对比,采用该策略能够有效提高dq轴电流动态跟踪性能,减少电流波动,验证了该策略对dq轴电流解耦的有效性。

基于状态重构准谐振扩张状态观测器的LCL型并网逆变器电流控制策略研究

LCL型并网逆变器是分布式发电与电网实现能量双向流动的重要装置,其电流控制方法通常需要多个电压电流传感器实现有源阻尼及并网电流控制,而这会增加系统成本。提出一种基于状态重构准谐振扩张状态观测器的全状态观测系统,只需一个逆变器侧电感电流传感器即可实现对所需状态变量的实时观测。通过在扩张状态观测器中每个状态变量的观测通道添加准谐振环节,解决传统扩张状态观测器跟踪正弦信号需要高观测器增益问题。同时,针对在dq轴坐标系下的并网电流控制存在强耦合问题,设计了将耦合项作为总扰动当中一部分的自抗扰电流控制器,简化了传统电流控制当中复杂的解耦过程。软件数值仿真结果表明,该控制策略表现出良好的观测效果及电流跟踪效果。

基于内模的永磁同步电机滑模电流解耦控制

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motors,PMSM)矢量控制的目标是使PMSM具有优良的动态性能和稳态性能,但在同步旋转坐标系下dq轴电流存在耦合,影响转矩响应性能。传统的PI无法实现解耦,而电压前馈解耦策略对参数敏感,因此提出一种基于内模的滑模电流解耦控制策略。该策略使用内模控制策略控制理想电机解耦模型,保证系统动态响应速度;使用积分滑模控制实现dq轴电流解耦,同时提高系统在整个运动过程中对参数摄动和外扰动的鲁棒性。仿真和实验结果表明该策略能有效实现dq轴电流解耦,提高系统动态性能,并且具有优良的鲁棒性。

结合蓄电池储能系统的STATCOM的电流解耦控制

FACTS装置若与储能系统相结合可扩大运行范围、提高性能、扩展功能、使输电更为柔性化。针对传统STATCOM只能单一的调节无功功率这一不足,提出一种结合蓄电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)的STATCOM,可实现无功功率与有功功率的双重调节,即对系统的四象限补偿,同时直流侧电压基本恒定,无需控制。描述了STATCOM/BESS的工作原理,推导了数学模型。为实现无功功率和有功功率的独立调节,采用旋转坐标系下的电流解耦控制方法,并给出了PI参数的整定原则。仿真与实验结果证明了STATCOM/BESS采用该控制方法可获得良好的动稳态特性,具有理论价值和实际意义。

半直驱永磁同步风力发电系统建模与电流解耦控制研究

提出一种永磁同步半直驱型风力发电系统,采用双PWM变流器,实现能量双向流动和高功率密度电能变换。基于该系统,提出一种HDCWPS变流的整流并网控制策略:通过对机侧变流器的控制,实现风能的最大功率跟踪;通过对网侧变流器的控制,实现对直流母线电压和并网功率因数的控制。采用Matlab/Simulink搭建其仿真模型,通过仿真试验证明了该控制策略的正确性。

基于滑模观测器的永磁同步电机电流偏差解耦控制

为解决传统电压前馈解耦控制对电机参数敏感、抗扰性差的问题,该文提出一种基于滑模观测器的电流偏差解耦控制方法。通过计算偏差解耦控制电流的耦合项,发现相对于传统电压前馈解耦,偏差解耦的耦合项简单且易于控制,解决了传统电压前馈解耦控制解耦效果不理想的问题。通过电流滑模观测器的跟踪特性,将定子电流的估计值作为状态变量,反馈到系统输入端,用以补偿定子电流误差值。该方法不仅对电流环实现更好的补偿控制,还实现d、q轴电流完全解耦,保证系统动态响应速度,提高了系统的抗扰性。通过仿真和实验证明所提出控制器的有效性。

一种新的PWM整流器电流解耦控制策略

PWM整流器在d-q旋转坐标系的数学模型中,有功电流与无功电流之间存在耦合,给控制带来困难。本文介绍一种基于输入输出反馈的电流解耦控制策略,使系统获得良好的线性控制特性。仿真结果表明,提出的方法具有优良的解耦性能。

基于电流解耦控制的光伏并网系统仿真分析

光伏并网发电是太阳能利用的重要途径,而并网逆变器结构的选择和控制策略的改进是其研究的重点。在PSCAD/EMTDC平台上搭建了单级三相光伏并网系统的仿真模型,仿真模型中的并网逆变器采用双闭环的控制策略,其中电流内环根据非线性控制理论中反馈线性化的思想,实现电流的解耦控制,电压功率外环采用PI控制。仿真结果表明:该控制策略不仅控制精度高,稳定工作域大,并且必要时能在一定范围内对配网的无功进行调节,提高配网稳定性。

一种无延时单相并网变换器dq电流解耦控制方法

以单相脉宽调制(pulse width modulation,PWM)变换器作为研究对象,以改善电流控制器的动态性能为目的,提出一种无延时控制方法。单相变换器传统矢量控制方法需要虚构正交电流分量,但传统正交信号发生器(orthogonal signal generator,OSG)在虚构出与单相电网电流正交的物理量时存在一定的延时,从而会恶化电流控制器的动态性能。针对虚构电流引起的延时问题,提出了一种无延时单相并网变换器电流控制方法。首先,建立了单相PWM变换器在dq旋转坐标系下的数学模型。其次,针对矢量控制在单相系统无法直接实现的问题,介绍了几种传统的OSG算法的原理。然后,提出一种无延时正交电流虚构算法,并给出了无延时正交电流虚构算法实现框图。最后,对所提的算法与传统的OSG算法进行仿真和实验对比分析,仿真和实验结果均验证了所提算法的有效性和可行性。

基于滑模自抗扰的PMLSM电流偏差解耦控制

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)存在电流耦合以及在运行过程中易受参数变化的影响使系统鲁棒性降低,本文设计了一种基于滑模自抗扰的电流偏差解耦控制(SADRC-CDDC)方法。从参考电流与实际电流作差处引入两轴交叉耦合支路,建立含耦合项的电流控制方程,计算出耦合量并对系统进行补偿,设计电流偏差解耦控制器(CDDC),用于削弱d、q轴电流耦合量的影响。但是当电感参数发生变化时,并不能实现解耦,为此利用滑模自抗扰控制器(SADRC)解决参数变化对系统造成的扰动,并对系统进行补偿,进而实现近似完全解耦。从理论上分析证明该控制器的渐近稳定性,提高了系统的鲁棒性。通过系统实验,验证所设计的SADRC-CDDC方案的有效性,与CDDC相比,SADRC-CDDC在受到电流耦合、参数变化时,d轴电流最大振荡幅度减小了34.88%~54.76%,q轴电流最大振荡幅度减小了47.83%~71.43%,具有更强的鲁棒性。

PWM整流器的电流解耦控制研究

PWM整流器在 d p 旋转坐标系的数学模型中,有功电流与无功电流之间存在耦合,给控制带来困难.本文提出了一种基于输入输出反馈的电流解耦控制策略,使系统获得了良好的线性控制特性.仿真结果表明,提出的方法具有优良的解耦性能.

双馈电机的电流解耦控制研究

在基于定子磁链定向的双馈电机控制系统中，由于传统的稳态下的电压前馈补偿，转子电流dq分量存在小幅度振荡问题，本文中采用了一种新的考虑定子磁链微分的电压前馈补偿方法（文中方法B），取得良好的电流解耦控制效果。仿真结果验证了该方法的正确性。

基于复矢量的电流环解耦控制方法研究

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motors,PMSM)采用矢量控制后,可以实现电流静态解耦,但动态耦合关系依然存在,而且随着转速的升高,耦合作用的影响也越来越严重。传统的电压前馈解耦控制(voltage feed forward decoupling control,VFDC)对参数变化敏感,因此提出一种基于复矢量的电流环解耦控制策略。电机模型包含一个随速度变化的极点,因此电压前馈解耦控制器的固定零点很难保证全速度范围内的零极点对消;复矢量控制器包含一个随速度变化的虚轴零点,从而实现控制器的零点与被控对象的极点完全解耦。该文采用复矢量的分析方法建立了更精确的电机控制模型,并通过传递函数对解耦特性进行了分析,在此基础上给出了可用于仿真和实验的d-q轴的控制模型。仿真和实验结果表明复矢量解耦控制器有效提高了电流环的控制性能。

基于虚拟信号反馈算法的单相PWM整流器DQ电流解耦控制

以单相PWM整流器为研究对象,以提高其DQ电流解耦控制的电流内环动态响应速度,增加算法控制精度,实现单位功率因数为目标,首先,建立整流器DQ电流解耦控制的数学模型。其次,针对单相系统坐标变换需要构造虚拟正交分量问题,分析了传统的四分之一周期延时算法与2阶广义积分（second-order generalized integrator,SOGI）算法,研究了一种基于虚拟信号反馈（virtual signal feedback,VSF）的DQ电流解耦控制算法,并给出了电感参数灵敏度分析。然后,为消除电感不匹配对功率因数的不良影响,提出了一种基于稳态q轴电流偏移的电感误差在线补偿算法。最后,对所提出算法进行了仿真和实验验证,同时与传统的延时算法和SOGI算法作对比分析,结果验证了所提算法的正确性以及有效性。

车用永磁同步电机最大转矩电流比控制研究

基于d,q转子坐标系建立了永磁同步电机的数学模型,对比分析了经典的矢量控制方法。与控制逻辑架构简单、且易于实现的I_(d)=0控制方法相比,最大转矩电流比(MTPA)控制可以充分利用磁阻转矩,减小输出相同转矩下所需电子电流,提高控制系统的效率。弱磁控制通过改变调整交直轴电流来削弱永磁体磁场,使永磁电机能够运行在更高的转速范围。为了实现对交直轴电流的独立控制,提高系统的动态性能,需要进行电流解耦控制,并且分析了反馈解耦的实现方式和特点。将MTPA控制、弱磁控制、电流解耦控制三者结合,可以实现永磁电机在多种工况下的稳定运行。

基于电流前馈解耦的SVPWM整流器控制策略研究

文中阐述了PWM整流器的优势;以推导三相电压型整流器(VSR)在两相同步旋转坐标系下的数学模型为基础,研究了基于电流前馈解耦的SVPWM控制策略原理和控制模块结构,搭建了SIMULINK仿真模型,并实现单功率因数运行。该控制策略下,整流器直流侧电压稳定,电流动态响应能力强。

基于电流偏差的永磁同步电机滑模电流解耦控制

永磁同步电机(PMSM)矢量控制的目标是使PMSM表现优良的动态性能和稳态性能,为解决同步旋转坐标下dq轴电流存在耦合,同时传统解耦方法在电感参数失配时解耦效果不佳的问题,提出一种基于电流偏差的永磁同步电机滑模电流解耦控制方法.该方法在电流偏差解耦控制电机模型的基础上,保证系统的良好的动态性能,并充分利用偏差解耦结构的灵活性,引入新的Z控制函数,设计滑模控制律,使其运动在滑模阶段,并且呈非线性光滑特性,以保证系统滑动模态,抑制抖振,从而实现dq轴电流较好的解耦效果,同时提高系统在整个运动过程中因参数摄动和外在扰动的鲁棒性,保证系统的动态性能.通过对传统解耦方法和新方法的仿真和实验对比分析,验证所提方法的可行性和有效性.

永磁同步电机模型预测控制的电流控制策略

永磁同步电机(PMSM)的矢量控制受交叉耦合、输出延时、参数失配等因素的影响.针对这些问题,提出了基于模型预测控制(MPC)的电流控制策略.该策略利用MPC的预测状态来减小输出延时对解耦所造成的影响,并使用历史数据进行反馈校正结合滚动优化以消除参数失配和模型误差等因素对控制的影响,保证电流的跟踪性能.仿真和实验结果表明,该策略能够有效地改善矢量控制的动态响应,并具有较强的鲁棒性,此外,该策略的参数整定简单,适合工程应用.

基于自抗扰控制技术的电压源变流器电流解耦控制方法

随着大量的可再生能源接入电网,电压型并网逆变器得到广泛应用,针对虚拟同步发电机并网逆变器在同步旋转坐标系下d、q轴电流分量存在耦合这一问题,提出了一种基于自抗扰控制技术(active disturbance rejection control,ADRC)的电流解耦控制策略。该方法将d、q轴间的电流耦合和电感参数变化引起的误差看成是系统的扰动,通过扩张状态观测器将该扰动估计出来,利用自抗绕控制器的前馈补偿消除误差,从而实现d、q轴电流的解耦控制,使得可再生能源更好地接入电网。把传统使用的比例-积分(proportional-integral,PI)调节器的前馈解耦方法与所提出的方法进行EMTDC/PSCAD仿真建模对比分析,验证了该方法的可行性和有效性。

二阶广义积分算法在单相整流器电流解耦控制方法中的应用

针对单相电压型PWM整流器,以提升其在网侧电压含有谐波时dq轴电流的稳态性能为研究目标,研究了一种基于二阶广义积分算法(second-order generalized integrator,SOGI)的DQ电流解耦控制策略。通过半实物仿真实验测试,对比分析了该SOGI算法与传统四分之一周期延时算法在正常网压和网压中含有谐波时各物理量的波形图,分析结果表明:与传统算法相比,SOGI算法能够获得更高精度的网侧电流虚拟分量,从而可获得较小纹波波动的dq轴电流分量;且不需要大量的存储空间。