抑制采样白噪声干扰的PWM整流器无差拍控制

无差拍控制(DBC)是一种应用于整流器电流内环的预测控制,但该算法对系统参数敏感,当采样受到持续噪声干扰时波形畸变严重。为此,此处提出了一种基于DBC的白噪声抑制算法,实验结果表明,该算法在较大电感参数偏差下能保持稳定,在白噪声干扰下能够显著降低电流畸变率。

基于MPC的PMSM转矩电流误差控制研究

针对占空比双矢量模型预测电流控制方法采取无差拍思想计算占空比时,周期内较大的电流误差导致转矩脉动严重的问题,提出了一种矢量切换的方法。所提方法不以无差拍思想下转矩电流预测值与参考值相等为控制目标,而是通过改变电压矢量的切换时刻并保证电流误差正负对称相等,实现了降低转矩电流控制误差的目的。通过推导占空比,对比分析了矢量切换前后单个控制周期内的最大电流误差。并在Simulink仿真平台上验证了矢量切换方法,同时与占空比双矢量方法进行对比。结果表明矢量切换方法能有效减小周期内转矩电流跟踪误差,实现了每个周期过程最优控制。

基于参数自适应的永磁同步电机无差拍预测电流控制

无差拍预测电流控制(dead-beat predictive current control,DPCC)因其响应迅速而在电机控制领域具有较大应用潜力,然而受参数敏感影响,该方法鲁棒性不高。为此,文中提出一种结合参数自适应的永磁同步电机(permanent magnet synchronous machine,PMSM)电流无差拍控制方法,以解决无差拍控制在参数失调下的鲁棒性问题。首先,介绍无差拍电流控制的基本原理。随后,重点分析在电机参数不精确的条件下,参数误差对无差拍电流控制环路的影响。针对电机参数不精确的情况,提出一种结合了参数自适应算法的预测电流控制方法,通过在线进行电机参数辨识,实时修改预测电流控制器的参数,以达到参数修正的效果。最后,对该方法的控制效果进行对比仿真验证与效果评估。结果表明,采用该方法后电流控制过程中系统鲁棒性提升明显,效果较好。

并联型三相PWM变换器环流无差拍控制策略

三相PWM变换器并联能够有效增加系统容量,但同时可能带来环流问题。环流会使交流电流发生畸变,增加损耗,降低系统效率。该文提出一种新型的环流无差拍控制方法。在分析并联系统环流模型的基础上,设计了环流无差拍控制器,环流控制通过对各并联模块控制环节中空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)的零矢量进行调节来实现。该方法不需要增加额外的硬件,具有动态响应快,环流抑制效果好等优点,适用于采用通讯线连接的共直流母线交流侧直接并联的三相PWM变换器系统。实验结果验证了理论分析的正确性,表明该方法适用于并网电抗器不同及模块电流给定值不同的并联运行场合。

基于扩张状态观测器的永磁电机电流预测控制

针对永磁同步电机传统无差拍电流预测控制中系统参数失配以及模型不确定性带来的电流扰动问题,提出基于扩张状态观测器的电流预测控制算法.在传统无差拍电流预测控制算法的基础上,建立包含交、直轴电流和内、外扰动量的扩张状态观测器数学模型.引入权重因子,通过交、直轴电流观测值对预测控制中的参考电流进行修正,利用观测获得的控制系统扰动量对电机的参考电压进行修正.开展所提算法和传统的预测控制算法的实验对比研究.实验结果表明,采用该方法能够有效地减小系统电流环扰动和转矩波动,提高稳态转速精度.

基于离散状态观测器的H桥级联STATCOM无差拍控制

H桥级联静止同步补偿器(STATCOM)以其损耗低、响应快速、储能元件体积小和输出电流谐波含量低等优点,成为动态无功补偿装置发展的重要方向。通过对STATCOM工作原理及数学模型的分析,推导出无差拍控制算法。为了提高无差拍控制算法的实时性,消除参考电压滞后一拍的影响和抑制STATCOM输出电流的谐波,构造离散状态观测器对系统参考指令电流进行预测。构造离散滑模观测器对STATCOM实际输出电压进行观测,避免了通过直流侧电容电压参考值计算STATCOM实际输出电压的误差。仿真与实验结果表明,该算法可以精确地预测参考指令电流,进而提高了STATCOM无差拍控制的性能。

无差拍控制的非隔离型并网逆变器漏电流分析

为实现逆变系统高质量并网电流的输出,漏电流的消除对非隔离型光伏并网逆变器至关重要。分析了非隔离型单相并网逆变器漏电流的产生机理和流通回路,并基于无差拍电流控制原理,说明漏电流对逆变电流以及MPPT的影响。提出了一种基于无差拍电流控制的单相光伏并网逆变器漏电流补偿方法,并在Matlab/Simulink环境下进行仿真。通过仿真结果和实验测得值相比较表明,通过对逆变器占空比的补偿,可以有效地消除漏电流对逆变电流的影响,从而避免功率跟踪中出现误判或者找不到最大功率点的情况,实现逆变电流高质量输出和最大功率的正确跟踪。

永磁同步电机无差拍直接转矩控制系统研究

针对传统永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)中存在的磁链、转矩脉动大、开关频率不固定等问题,提出了一种永磁同步电机的无差拍直接转矩控制(DB-DTC)方法,在离散化电机方程基础上利用无差拍控制原理计算出电压矢量,并结合了空间矢量调制技术(SVM)产生开关信号控制电机运行。同时针对离散系统运算耗时所带来的控制周期的误差,进一步基于永磁体同步电机数学模型,提出了一种电流观测器以预测下一控制周期的电流值,目的是准确估计定子磁链和转矩。研究结果表明,所提出的PMSM DB-DTC不仅继承了传统DTC动态响应快的优点,而且能极大程度地削弱定子磁链和转矩的脉动,该系统具有良好的动静态性能,电流观测器能预测定子电流,确保了PMSM DB-DTC系统的控制精度。

Boost型DC／DC变换器的预测无差拍控制器设计

为了提升电流模式控制下Boost DC/DC变换器的动态响应速度,采用电流预测和无差拍控制理论对控制器进行设计。给出了线性外插的预测方法和无差拍控制策略,分析了电压环路小信号模型并设计了其控制器。采用前缘调制的预测无差拍峰值电流模式控制,电感电流可以在两个周期内调整到参考量:当占空比超过0.5时,变换器不存在次谐波振荡问题,省去了斜率补偿设计。实验结果表明,与经典电流模式控制器相比,预测无差拍控制器在控制电压上跳变2 V时,能够缩短约22.6%的调节时间;在控制电压下跳变2 V时,能够缩短约9.4%的调节时间。

基于无差拍控制的光伏并网逆变器直流分量抑制研究

直流分量抑制是非隔离型光伏并网逆变系统的关键技术之一,国际并网认证标准中普遍要求光伏并网逆变器注入电网的直流分量不可超过额定电流的0.5%。文章在分析无差拍并网控制策略的基础上,通过对电压指令校正及电流指令校正两种控制方法的直流分量抑制效果进行对比,采用一种简单有效的直流分量检测及零点校正方法进行直流分量抑制。对3 kW单相非隔离型光伏并网逆变器进行相关试验,结果证明了控制算法的有效性。

单相Boost型PFC变换器无差拍电流控制方法研究

提出一种考虑时间延时的无差拍电流控制算法,推导出单相Boost型功率因数校正(PFC)变换器在两拍周期内电感电流的数学表达式,进而得到开关器件的占空比控制信号。该方案实现了电网电流快速准确地跟踪电网电压,有效减小了网侧电流总谐波畸变率(THD)。还验证了基于广义二阶积分器(SOGI)的锁相环(PLL),应用该PLL可实现网侧单位功率因数。仿真和实验均证明了上述方法性能良好,可满足运行要求。

几种适合于有源电力滤波器的控制策略的对比分析

针对几种适合于有源电力滤波器(APF)控制方法的对比分析,指出了它们各自的优缺点及应用范围。主要介绍了一种能够在低开关频率下实现大功率变流器SPWM技术的组合变流器载波相移SPWM(CPS-SPWM)控制方法。

电网不平衡电压补偿的改进无差拍控制

针对电能质量中的电压不平衡问题,提出了一种新的改进无差拍控制方法。该方法在传统无差拍控制的基础上引入了参考电流观测器和状态观测器,将当前的输出电流和正弦信号的加权平均作为下一控制周期的目标量,以提高对负载参数变化的鲁棒性。仿真和实验结果表明,该方法可有效补偿不平衡电压,而且动态响应很快。

双三相永磁同步电机无差拍优化模型预测控制

针对相移30°双三相永磁同步电机(DTP-PMSM)有限集模型预测电流控制计算时间长、电流谐波较大的问题,提出一种无差拍优化的模型预测控制策略。采用无差拍与模型预测递进的方法,考虑两者一拍延迟补偿的前提下,基于伏秒平衡原则,选取基波子空间中的大矢量和中矢量构建合成虚拟电压矢量作为矢量控制集,以简化预测模型和减少电流谐波。采用无差拍方法对期望电压位置进行估算,通过定位扇区将矢量个数由13个减少为3个,降低了系统计算负担。实验结果表明,与有限集模型预测算法相比,无差拍优化模型预测算法能够达到更优的动稳态性能,系统执行时间减少了16.5%,实现了降低计算量的目的,验证了所提算法的可行性。

三相高功率因数PWM整流器复合校正无差拍控制

建立了三相高功率因数脉宽调制(PWM)整流器简化数学模型,通过该模型反映了PWM整流器的运行状态并分析了系统控制器设计,根据电流内环控制要求,给出了传统PI控制方法不同的参数取值对系统效果的影响。通过引入电网电压干扰补偿,提出了一种基于复合校正的无差拍控制方法,通过仿真验证分析得出了该方法在控制精度,响应速度,工程实现上均优于传统PI控制方法,最后,搭建了实验平台,通过实验波形和数据验证了三相高功率因数PWM整流器简化数学模型和无差拍控制方法的正确性。

基于无差拍的直流大电流发生器控制策略研究

针对传统直流大电流发生器作为塑壳断路器瞬动实验装置存在过渡时间长、易超调、暂态精度和纹波难控制的问题,提出了一种基于数字信号处理器(DSP)实现的无差拍控制策略,能够迅速跟踪、调节负载电流。釆用Matlab/Simulink软件对所提控制策略进行了仿真,验证了该策略的有效性。最后设计了一台5000A实验样机,并在样机上进行实验。

PWM 逆变器过流保护的无差拍控制方法

提出了一种非常适合于无差拍控制逆变器的过流保护方法。在无差拍控制逆变器原有硬件电路的基础上，不需增加硬件即可进行限流控制。其方法是，当滤波电感电流超过规定的阀值时，无差拍控制从对输出电压进行控制转入对滤波电感电流进行控制，使滤波电感电流被限定在某一范围。推导出了对滤波电感电流进行无差拍控制的方程，给出一系列有关计算机模拟结果，表明了该方法具有实用价值。

STATCOM电流检测及控制策略研究

电力系统中进行无功功率补偿的关键是能否及时有效地检测出无功电流,以便为无功功率补偿提供可靠的理论依据。针对传统i_p-i_q方法检测无功的缺陷,将旋转坐标系下电压电流坐标变换的方法应用于静止同步补偿器(STATCOM)无功电流检测上,根据无功补偿原理并针对补偿的快速性,采用无差拍控制策略,研究了其算法,并设计了无差拍控制器。搭建小容量STATCOM无功控制系统的仿真模型,进行了参数计算,实验结果表明了理论分析的正确性。

低压并联型有源电力滤波器无差拍控制方法及应用研究

以某大型冶炼厂谐波治理为应用需求,针对并联型有源电力滤波器,进行了建模分析,并根据PI传递函数的波特图分析了PI参数取值对闭环稳定性的影响。相对于传统PI控制,提出了电流内环的复合校正无差拍控制方法,并从系统响应速度、控制精度等方面进行了仿真对比分析,给出了无差拍控制法调制脉宽的求取。最后,搭建试验平台进行验证。试验结果表明,无差拍复合控制可大幅度提高系统的稳定性和可靠性,谐波治理效果明显,具有一定的理论和实践价值。

一种用于SVG的无差拍控制算法

提出一种基于无差拍算法的静止无功发生器(SVG)的控制策略。该策略不仅适用于数字控制系统,且响应速度快、可大幅度减少对电网电流谐波的引入,进行有效的无功功率补偿。在推导出SVG的主电路数学模型的基础上,研究了无功电流预测方法,将无差拍控制策略应用在SVG系统中。通过Matlab/Simulink仿真建模并搭建DSP硬件平台进行实验,验证了提出的控制策略的可行性与有效性。