EFFECTIVE DOUBLE LOOP CONTROL FOR A SQUARE WAVE BRUSHLESS DC MOTOR

A new type of brushless DC motor has been developed by using a square wave rare earth permanent magnet synchronous motor with its double loop control circuit. The double loop control scheme of the drive system yields a combination of desired characteristics including simplified control structure, small ripple torque, high speed accuracy, wide operating speed range, and fast dynamic response. Experimental results confirm excellent characteristics of the motor.

基于标准特征多项式的变电站光储直柔系统双向AC/DC变换器控制策略

为增强变电站光储直柔系统的可靠性,针对其在并网过程中会对变电站电能质量造成不良影响,以及现有设计方法难于工程化问题提出了一种面向工程化的基于标准特征多项式配置方法(SCP)的双向AC/DC变换器控制策略。通过建立变电站光储直柔(PEDF)系统变换器的数学模型,并分析控制器参数对变换器在不同运行模式下的电能质量的影响,然后采用SCP方法来配置闭环系统特征值,分析该方法对抑制并网电流谐波、改善AC/DC变换器并网电能质量的作用,最后对此进行仿真分析并和传统PI控制器效果进行比较,结果表明:所提策略降低了AC/DC变换器在谐波畸变率和并网电流不对称度,系统设计简便,且具有很好地鲁棒性,适合工程实践。

不对称电网电压下MMC-HVDC换流站环流抑制策略

应用模块化多电平换流器技术的柔性直流输电系统在运行时存在桥臂环流问题。文中通过分析不对称电网电压下桥臂相单元的瞬时能量,得出桥臂环流存在2倍频正、负和零序交流分量与直流分量,且直流分量分布不相等。针对交流分量的精确控制问题,文中提出了基于期望瞬态幅值响应的交流控制器,并通过系统的开环与闭环特性分析,在理论上证明了其具有控制精度高、稳定性好等优点。进一步提出了基于此控制器的新型环流抑制策略,此策略可直接在abc三相静止坐标下对每相桥臂独立控制,无需坐标变换和锁相环,控制结构简单且可以同时消除2倍频正、负和零序环流。在MATLAB/Simulink仿真平台中搭建51电平背靠背输电系统模型,验证了该环流抑制策略的正确性与有效性。

基于反激变换器的电池充电系统设计

以具有结构简单、电气隔离等优点的反激变换器为电池充电电源,分析反激变换器电路的连续和断续模式工作原理,通过设计电压电流双闭环控制方法,实现电池的恒流充电模式和恒电压充电模式,也可实现两种充电模式的切换。实验结果证明了反激变换器的连续工作模式和断续工作模式的正确性,验证了应用于电池充电电源的可行性和有效性,切换时间小于1 ms,电压波动小于1 V。

基于回路成形的并联DC/DC变换器均流控制器设计

由于具有冗余性和模块化的特点,采用多个DC/DC变换器模块并联的电源系统被广泛应用于需要高可靠性供电的应用场合。但是,由于并联系统中各模块间参数差异引起的电流不均衡可能使得某些模块承担更多负载电流导致过载发热,而影响到整个电源系统的可靠性。因此,高性能的均流控制器对于多模块并联电源系统来说非常关键。将一个源于并联系统中单个模块电压环环路增益及其开环输出阻抗的等效传递函数作为均流控制器设计的被控制对象。将鲁棒H?回路成形设计法引入对均流环控制器的设计。仿真和实验结果表明该文所提出的设计方法是可行的和有效的。

基于扩张状态观测器的并联直流变换器增强控制策略

为进一步改善并联直流变换器在多种内外部扰动下的动态性能,提出一种基于双闭环扩张状态观测器(ESO)的增强控制策略。该策略将比例调节器与ESO相结合,然后分别应用于公共电压外环和各个电流内环,实现各功率单元的动态均流,也强化对输入电压扰动的抑制能力,且无需额外传感器。首先,根据并联变换器的状态方程,推导内环电流ESO控制的表达式。然后,根据电流闭环极点的分布情况,从理论上分析ESO型电流内环在输入电压扰动抑制方面强于比例积分型电流内环的原因。此外,借助伯德图,给出ESO型电流内环对电感失配的鲁棒性更强并能有效消除动态电流偏差的理论依据。最后,使用三相buck变换器进行不同方案的对比验证,实验结果证明了所提策略在改进动态性能方面的有效性和先进性。

超级电容储能系统中双向DC-DC变换器控制策略研究

城市轨道交通站间距较短、运行密度大,列车需要频繁的启动和制动,列车在启动时需要大量能量,导致直流牵引网电压下降;列车在再生制动时产生大量能量,导致直流牵引网电压升高,严重时还会使再生制动失效。针对这一问题,提出将双向DC-DC变换器应用于超级电容储能系统中,并设计了电压外环、电流内环的双PI控制策略。利用Matlab/Simulink搭建了双向DC-DC变换器和超级电容储能系统的仿真模型,分析了双向DC-DC变换器在Buck模式、Boost模式下的运行情况以及电压外环、电流内环的双PI控制策略的控制效果。仿真结果验证了双向DC-DC变换器能够实现能量的双向传输和控制策略的有效性。

基于电流双环控制的燃料电池DC/DC变换器

在燃料电池DC/DC变换器中,为了减小纹波电流,同时确保输出稳定,实验拓扑采用六相交错并联电路,能有效减小电流纹波,减小电感体积。并且提出一种新型的控制模型,通过电流双环控制,外环通过对输入电流的控制,确保输入电流的恒定。而内环通过控制输出电流,实现负载对功率的需求。

一种光伏发电DC-DC变换器

在光伏发电系统中为了控制蓄电池的充放电的稳定性,保护系统的安全性,设计了一种以非隔离型的Buck/Boost拓扑结构为主电路的DC-DC变换器、设计了电路的参数,提出了基于电压、电流双闭环的控制算法,采用微处理器TMS320F28335为控制核心,开发了控制系统.实验结果表明:该DC-DC变换器具有输入电压范围广、输出电压精度高以及良好的动态、稳态特性.

光栅光阀型闭环直流电流互感器及温度修正方法研究

为满足直流电力系统电能计量、电量监测、控制与保护需求,提出一种基于微功率光控信号源的闭环光反馈光栅光阀(GLV)型直流电流传感方案,集成一种基于保偏光纤温度双折射效应的全光纤温度传感器,实现GLV探头的实时温度监测,进而实现系统温度误差修正。完成了样机研制及测试(额定电流In=500 A),结果显示,在10%In~110%In范围内,系统比差(RE)波动小于±0.2%;0~1200 Hz范围内,谐波测量误差小于-0.693%;-40℃~85℃范围内,误差修正后的RE波动范围为-0.186%~0.084%;阶跃响应上升时间小于125μs。测试结果表明,系统满足GB/T 26216.1—2019规定的0.2级的误差限值要求。

一种DCM峰值电流控制模式AC/DC反激转换器环路的设计

对峰值电流控制模式的AC/DC反激转换器环路进行了研究。通过对DCM模式下电压环路的控制与输出调制函数、反馈和补偿函数的推导,建立了系统的传递函数,并对环路系统的增益和相位裕度进行了定量计算和定性分析;通过设计合理的补偿电路,使环路在全输出负载范围内均具有良好的稳定性。采用Matlab和Hspice软件对环路进行仿真,仿真结果表明,DCM工作模式下,AC/DC反激变换器的环路增益和相位裕度均能满足环路稳定性的要求。

基于改进遗传算法的直流电机双闭环调速系统控制参数整定

直流电机的双闭环控制被广泛应用于直流拖动系统,采用的控制器是传统的PI控制器。在工程应用中,通常采用人工整定PI控制器的参数,往往不能得到最优的控制参数。同时,许多研究采用智能群算法进行整定。针对直流电机双闭环系统的PI参数整定,提出了一种基于改进遗传算法的参数整定方法。与传统遗传算法相比,改进遗传算法的整定效果更佳,具有较快的响应速度、较好的稳定性和较小的超调,更适用于对直流电机双闭环调速系统的控制参数进行整定。

用于高速ADC的低抖动时钟稳定电路

介绍了一种用于高速ADC的低抖动时钟稳定电路。这个电路由延迟锁相环(DLL)来实现。这个DLL有两个功能:一是通过把一个时钟沿固定精确延迟半个周期,再与另一个沿组成一个新的时钟来调节时钟占空比到50%左右;二是调节时钟抖动。该电路采用0.35μm CMOS工艺,在Cadence Spectre环境下进行仿真验证,对一个8 bit、250 Msps采样率的ADC,常温下得到的时钟抖动小于0.25 ps rms(典型的均方根)。

PWM型DC-DC LED驱动电路的研究与设计

采用PWM型DC-DC降压拓扑电路结构和闭环恒流控制,设计了LED驱动电路,其工作在CCM模式。该LED驱动电路选用LM2575作为PWM控制芯片,并制作了该电路的实际电路板,其外围元件较少,电路结构简单,适用于中小型LED负载驱动。通过理论分析得到电路元件和各个节点的性能参数,并应用Simulink对DC-DC降压拓扑电路进行仿真。经调试与测量表明,该电路的电气性能良好,负载输出电压纹波在±0.1%以内,功率效率达到45.5%。

基于频域分析的PMSM双闭环PI控制器整定方法

以永磁同步电机(PMSM)双闭环调速系统为对象,在对其数学模型进行合理简化的基础上,综合考虑了逆变器开关周期、电流和速度滤波等环节的影响,给出了一种在频域进行PI控制器参数设计的整定方法。通过建立双环的数学模型,得到关于开环频域特征量的解析式,根据电流环在中低频段的特性以及转速环中阻尼系数难以精确测定的问题,分析推导了电流环和转速环PI参数简化设计的方法。利用工程经验将闭环时域指标转化开环频域特征量,并结合各类约束条件合理界定其取值范围,由此得到的PI控制器可以兼顾快速性和稳态跟踪能力。仿真和实物实验验证了整定方法的可行性,该方法确立了双环控制器参数与其对应的开环截止频率和相位裕度的解析式,并明确了开环频域特征量与闭环时域指标的关系,具有较强的工程参考和应用价值。

一种新颖控制模式的双向DC/DC变换器研究及设计

对于非并网风电分布式发电系统,双向DC/DC变换器需要跟踪风电发电系统能量流动方向,从而实现对蓄电池充放电控制。从输入阻抗的角度,提出一种能量流向判断模型,并给出判断准则。模型采用变换器输入电压外环和电感电流内环双环控制策略,能够自动检测能量流动方向。此外,对电感电流限制值与输入电压大小关系进行研究,推导出电感电流限制条件,当不满足该条件时输入电压均不能稳定在给定值。最后,对上述提出的模型和控制方法进行仿真,结果验证了理论推导的正确性和模型的可行性。

基于MATLAB的双闭环直流调速系统的设计与仿真

基于Matlab对双闭环直流调速系统进行了设计与实现,介绍了双闭环直流调速系统的原理及结构,通过实例对双闭环直流调速系统进行设计合适的控制策略,并使用Matlab进行仿真、建模和分析,其中转速调节器和电流调节器均采用带有限幅作用的PI调节器,然后通过实验的方法来验证所设计的双闭环直流调速系统的合理性和准确性.实验结果表明,基于Matlab的双闭环直流调速系统具有一定的抗负载扰动的能力,通过仿真实验的方法验证,所设计的双闭环直流调速系统能实现无静差调速.

双闭环直流调速系统设计

在电气传动领域,直流调速系统因其宽广的调速范围、高精度的控制能力、出色的动态响应及易控性而被广泛应用。为提升此类系统的控制精度与稳定性,文章依托Simulink仿真平台开展了双闭环直流调速系统的数字化设计探讨。借助Simulink环境,文章构建并优化了数字化控制器模型,对整个调速控制系统进行了详尽的设计与调试,旨在实现更高水准的控制性能。

一种车规级LED驱动芯片的电流检测电路

为了使车规级LED驱动芯片满足ISO 26262功能安全要求,设计一种高精度LED电流检测电路。在传统LED恒流驱动输出电流检测电路的基础上,在电流复制模块加入负反馈环路,实现了对检测电流的精确复制,避免传统电流检测电路的采样误差,提升了电流检测的准确度。同时新电路采用采样管和功率管串联结构,减小电流漏检测的情况发生,扩大了有效检测的覆盖率。该LED电流检测电路采用SMIC 0.18μm CMOS工艺进行设计,测试结果表明,在5 mA~60 mA的LED电流范围内,检测精度可达±1%。

车载用燃料电池直流变换器全状态双环控制方法

研究车载用燃料电池直流变换器全状态双环控制方法,以获得更稳定的输出电压,满足车载电源需求。分析燃料电池输出特性,揭示燃料电池输出电压、电流关系,将其作为依据并结合汽车动力系统结构,设计二次型Boost变换器,在分析其主电路结构以及工作原理的前提下,提出基于输入电压前馈的全状态双环控制策略,电流内环控制通过比较实际输出电流和期望输出电流的差值调节开关操作,以完成负载变化时燃料电池输出电流控制;电压外环控制器根据输出电压和期望电压值之间的差异调整开关状态,实现对燃料电池输出电压控制。实验结果表明:该方法可实现直流变换器控制,控制后的输出电压波形稳定、电压纹波较小、超调量低、控制效率高。