隔离型双向AC-DC矩阵变换器闭环控制方法研究

根据隔离型双向AC-DC矩阵变换器(Isolated AC-DC Matrix Converter,IAMC)没有中间电容缓冲环节,输入和输出变换器控制之间存在耦合,研究提出了IAMC两级功率变换器的控制方法。通过对全桥变换器进行闭环控制进而实现对直流侧输出电流和功率的直接控制;三相-单相矩阵变换器实现对有功和无功功率的独立控制,以满足网侧功率因数的高精度控制。所提控制策略有效降低了两级变换器的耦合强度,保证了系统的良好性能。在MATLAB中进行仿真,结果表明,所提出的控制方法在使系统电能质量得到提高的同时,可以实现单位功率因数可调,验证了所提控制策略的正确性和有效性。

一种新的基于A型Arnold变换的数字图像置乱算法

基于矩阵运算的图像置乱算法具有容易生成、对初始条件敏感以及白噪声的统计特性良好等性质,但普遍存在加密强度不够、密钥空间小、留有轮廓等问题,基于A型Arnold变换矩阵,构造了一种新的数字图像置乱算法。该算法通过对3个密钥的控制,使得置乱变换矩阵具有较大的随机性。同时,该算法还具备全图像范围内的攻击扩散效果,当置乱图像受到攻击后,将无法还原成原图像,从而有效地阻止了置乱图像的暴力还原。

基于交-直-交型矩阵变换器的多驱动系统的控制策略

在交-直-交型矩阵变换器(AC-DC-ACMC)的基础上,提出了一种新型的多驱动系统拓扑电路及其控制策略。拓扑电路由一个整流单元和多个逆变单元组成,多个逆变单元接在同一直流母线上,可以同时驱动和控制多路负载。PWM整流控制可以获得单位输入功率因数的正弦PWM波输入电流。在多个逆变单元中采用空间矢量调制,可以分别获得不同频率和幅值的正弦PWM波输出电压;同时通过合理插入零矢量,实现输入侧零电流换流。仿真实验结果证实了文中所提出理论的正确性。

矩阵变换器的电压型两步换流策略

分析了基本的电压型两步换流策略,在输入两相电压值接近(电压换区间)时刻,由于输入相电压的相对大小判断错误而导致输入相的短路现象以及原因。为此,提出了基于电压型两步换流策略的矩阵变换器控制方法,通过引入过渡区间,并在过渡区间内定义新的P、M、N状态和PM、MN、NP暂态以及调整过渡区间中每个调制周期的零矢量和双向功率开关状态换流次序,可以避免输入相电压在过渡区间因判断不准确而出现的短路现象,实现矩阵变换器安全、可靠的两步换流和稳定运行,且输出电压波形和输入电流波形不受影响。在5kW矩阵变换器实验样机上进行了大量的实验,实验结果表明,所提出的控制方法可实现矩阵变换器电压型两步换流和安全运行,而不需要外加专门的精确检测输入相电压相对大小关系的测量装置,控制电路简单易行。

直接变换式三相–单相矩阵变换器的电流型解结耦矢量调制策略

为进一步丰富矩阵变换器的调制策略,针对直接变换式三相–单相矩阵变换器拓扑的特点,提出一种新型的电流型解结耦矢量调制策略,即解结耦调制和基于期望的输入电流12扇区划分的电流型空间矢量调制策略相结合的调制策略。所提策略运用解结耦思路以常规的单向可控开关变换器的角度分析和控制双向开关构成的矩阵变换器;通过改进空间矢量的合成顺序,使得矩阵变换器能够实现高频、工频交流脉冲输出与正、负直流输出。仿真和实验结果相一致,均验证所提出的解结耦电流型矢量调制策略的可行性和正确性。

交-交型矩阵变换器的双电压控制原理及波形合成

介绍了一般意义上的ｎ×ｍ型矩阵变换器的拓扑形式及双向功率开关的构成；分析了基于瞬时电压调制技术的三相ＡＣ－ＡＣ矩阵变换器的开关状态和控制规律；给出了在一个周期里，划分输入相区、输出相区的原则，从理论上推出了改进的双线电压控制的矩阵变换器的控制函数表达式。最后，对输出电压波形合成的形式及九个开关的转换过程作了系统的分析，并给出了输出电压及输入电流波形的仿真结果，为矩阵变换器的硬件设计提供了理论基础。

矩阵变换器-永磁同步电机系统的S型滑模观测器矢量控制

针对传统滑模观测器开关函数切换带来的抖动、滤波器延时问题,利用S型开关函数替代滑模观测器中传统符号开关函数,在解决了上述问题同时省去了观测器中的低通滤波器和角度补偿环节,使系统具有响应快、鲁棒性强和结构简单等优点。分析了该观测器结构及消抖原理,依据稳定性判据给出了滑模增益取值范围,并将此S型观测器应用于双级矩阵变换器驱动的永磁同步电机系统,获得了优良传动性能的同时,更具有"绿色"网侧性能。实验结果验证了方案可行性和正确性。

矩阵式隔离型双向AC-DC变换器控制策略

针对矩阵式隔离型双向AC-DC变换器,提出一种控制策略,即前级矩阵变换电路和后级全桥电路的调制策略以及矩阵变换器双向开关的换流方法。其中,前级矩阵变换电路的调制基于双线电压调制思路,对扇区进行重新划分,调整和优化开关状态选择,以满足简化换流需求,后级全桥电路根据前级矩阵变换电路的调制策略,配合前级调节脉冲宽度进行协调控制,双向开关换流采用基于交流电压相对大小的两步换流方法。仿真和实验结果表明,在整流和逆变模式下,矩阵式隔离型双向AC-DC变换器均能保证网侧电流正弦,功率因数接近于1,输出电压电流可以保持恒定。由此证明,提出的控制策略,可实现变换器能量双向变换,且输入输出性能优良。

基于电压型换流的矩阵变换器输出电压补偿方法

分析矩阵变换器电压型两步换流过程导致的输出电压误差,着重分析开关管寄生电容对换流过程电压误差的影响,并提出一种补偿方法。指出开关管寄生电容的充放电过程会导致开关管在关断时管压降上升时间延长,在负载电流较小的情况下导致实际输出电压误差小于理论输出电压误差。给出考虑开关管寄生电容后电压型两步换流过程导致的输出电压误差的通用表达式。在考虑开关管的通态压降后给出一种对输出电压的补偿方法,该方法不仅可消除矩阵变换器各种非线性因素导致的输出电压波形畸变,并且可使期望输出电压与实际输出电压相符。开环阻感负载实验及感应电机低速运行矢量控制实验证明了补偿方法的正确性。

矩阵变换器改进型共模电压抑制方法仿真研究

针对双级矩阵变换器(Two-stage Matrix Converter,TSMC)传统空间矢量调制策略下共模电压瞬时值较大的不足,在分析共模电压产生规律基础上,提出了一种适用于TSMC的改进型共模电压抑制方法。为有效抑制共模电压,将整流级6扇区细分为12扇区,并根据整流级参考电流矢量所在扇区位置及直流侧电压大小,重新定义和分配逆变级开关切换点,并合理选择和分布逆变级零矢量,从而使TSMC共模电压瞬时最大值降低至原有的57.7%,有效降低了共模电压幅值,抑制了共模电压负面效应。仿真结果验证了方案的可行性。

矩阵变换器电压型两步换流策略及实现

针对电压型换流策略在输入线电压过零区域,由于测量不准确会导致短路,本文提出了基于临界区域的两步换流策略。通过在临界区域中定义新的P、M、N状态和PM、MN、NP暂态以及调整临界区域中每个调制周期的零矢量和双向功率开关状态换流次序,可以避免输入相电压在临界区域因判断不准确而出现的短路现象,且输出电压波形和输入电流波形不受影响。并据此研制了一台5kW矩阵变换器原理样机,采用FPGA实现了电压区间检测和换流控制逻辑,并详细给出了FPGA的换流控制时序。实验结果表明,该方法不需要精确的测量电路即可实现矩阵变换器安全、可靠的两步换流。

全双向开关型双级矩阵变换器逆变级容错策略

整流级逆变级均由双向开关构成的全双向开关型双级矩阵变换器比传统双级矩阵变换器多了6个开关管。新增的6个开关管可作为逆变级冗余器件,且其双向开关结构也为直流母线电压反向提供了可能,两者结合使得全双向开关型双级矩阵变换器能够实现多种故障的容错。该文从调制角度出发,提出了适用于逆变级双向开关单元开路、单管开路、双向开关单元短路以及单管短路等四种故障的容错策略。所提容错策略利用开关管的故障特性,通过增加非故障开关管切换次数以模拟故障开关管的切换,从而实现容错。实验结果验证了文中所提逆变级容错策略的有效性和可靠性。

基于T型滤波器的并网矩阵变换器稳定性分析

针对风力发电并网矩阵变换器PWM信号开关频率较低、输出电流中谐波含量较大的状况,在并网变换器网侧采用T型滤波器取代典型的电感滤波器以抑制谐波电流.构建了基于T型滤波器的三相并网矩阵变换器系统模型,分析了其稳定性,阐述了基于并网输出电流和滤波器电容电流的双闭环控制策略,并通过仿真对其有效性和可行性进行了验证.结果表明:采用该控制策略实现了系统的稳定运行,且输出电流正弦性好,谐波含量小.

矩阵变换器电压型换流技术研究

矩阵式变换器(Matrix Converter,简称MC)作为一种新型AC/AC直接变换器逐渐成为国内外研究的热点。在较为详细地分析和阐述MC电压型两步换流技术的基础上,针对临界区域内电压检测不准确易导致换流失败的问题提出了改进措施,采用状态机的设计方法编写了基于VHDL语言的CPLD换流程序,并在实验装置上进行了验证。仿真和实验结果证明了理论的正确性。

输入不平衡下隔离型AC-DC矩阵变换器控制策略研究

为降低隔离型AC-DC矩阵变换器(Isolated AC-DC matrix converter,IAMC)在输入不平衡下网侧有功功率波动,以及抑制网侧LC滤波器的谐振,提出一种基于有源阻尼的无差拍直接功率控制策略。该策略利用网侧电流及其延迟分量来计算IAMC输入侧滤波器电容电压,省去了传统有源阻尼控制的高精度电压传感器,降低了硬件成本损耗,且无需进行旋转坐标变换以及锁相环,运算量较小。仿真结果表明:所提控制策略在输入电压不平衡工况下可有效抑制网侧电流谐波,降低系统无功功率直流分量,稳定系统输出的有功功率,且具有较好的动态性能。

基于D-H变换矩阵的Stewart型并联机床位姿方程及运动学反解

以D-H变换矩阵为建模工具,建立了包含铰链结构、支链类型、铰座安装位姿、杆件结构尺寸和运动参数等各类几何特征信息的6自由度并联机床的通用位姿方程,并进行了运动学反解。得到了以显式表达的主、从动关节运动参量计算公式。

基于键合图结型结构的矩阵变换建模法解析

对键合图结型结构理论与矩阵变换建模方法作了系统的介绍和较深入的解析,指出了该理论与方法的科学性和学术及实用特色,并通过先导式溢流阀调压系统仿真实例作了可行性及合理性证明.矩阵变换建模方法为键合图模型向数学模型的转换提供了严密的数学手段,并为键合图模型正确性验证和判断提供了依据.同时对该建模法的适用条件、局限性及相关问题的处理进行了较深入的解析,可为相关研究和应用提供有益的借鉴.

一种矩阵变换器电压型两步换流研究

为减少换流时间,提高换流可靠性,在分析输出电流和输入电压幅值检测换流特点的基础上,提出一种新的电压型两步换流方法。将输入电压进行扇区划分,有效组合双向开关导通状态,解决负载电流方向对换流的影响,减少开关切换次数,节省了换流时间;引入临界区间,结合零矢量调制,避免两相电压幅值接近时出现相间短路,输入输出波形质量也得到提高。在DSP+FPGA为控制器的实验平台上进行测试,数据结果证明换流策略的可行性。

用矩阵的初等变换化实二次型为标准形

本文介绍了一种用正交变换化实二次型为标准的新方法。

基于L型阵列酉变换矩阵重构的二维DOA估计

二维空间信号波达方向(DOA)的估计是阵列信号处理的一个关键研究问题。经典的二维MUSIC算法固然精度高,但此算法需要二维谱峰搜索,运算较为复杂。提出一种用于L型阵列的二维DOA估计算法,通过矩阵重构使得阵列输出矩阵变为中心对称矩阵,再利用酉变换矩阵将其由复值矩阵变为实值矩阵。该方法可以直接得到目标参数,不需要谱峰搜索,使得运算量大大降低。相比于L型阵列适用的增广矩阵束(MEMP)算法,该算法可以估计更多信源的DOA,并能获得较高的分辨率。计算机仿真结果表明,该算法具有较高的DOA估计精度。