Buck类DC/DC变换器状态反馈精确线性化恒流控制方法

在两级式开关电源的结构中,前级引入的输入电压低频纹波会引起后级输出电流的波动。为了解决这个问题,首先建立了对于Buck及Buck衍生电路的通用大信号平均模型。在此基础上,运用微分几何理论对此仿射非线性系统进行状态反馈精确线性化,推导出对应的非线性坐标变换矩阵和状态反馈表达式。在得到的线性化模型基础上运用工程上易实现的PI调节器,对系统进行相应的输入电压抗扰性分析,理论分析表明所提控制方法使输出电流不受输入电压扰动影响。实验表明与传统的平均电流模式恒流控制相比,所提出的精确反馈线性化恒流控制策略具有良好的抑制输入电压低频扰动的稳态调节特性,对不同大小的输入电压均适用。此外,该方法使系统具有较小的调节时间,动态性能较好,具有一般性的理论和工程应用价值。

高压直流输电系统非线性定电流控制响应特性分析

由于换流器具有非线性特性,线性定电流控制无法满足高压直流输电系统暂态期间性能要求。为提高高压直流输电系统对交流系统扰动的耐受能力,并降低故障电流峰值,在线性定电流控制传递函数中加入非线性环节以补偿换流器的非线性特性,并通过仿真建模比较分析了两种不同作用范围的非线性定电流控制与线性定电流控制在线路故障、换相失败故障以及稳态运行时的响应特性。仿真结果表明,加入非线性环节的定电流控制具有控制策略简单、暂态特性良好的优点,但由于作用于全运行范围的非线性定电流控制在稳态运行时存在直流电流振荡现象,因此在实际工程中非线性定电流控制应避开稳态运行范围。

基于BP神经网络PID控制的恒流充电控制系统

针对传统PID控制在储能电容恒流充电中不能实现控制参数非线性动态整定的问题,提出了一种基于BP神经网络PID控制的恒流充电控制方法。首先介绍了传统PID控制,并与BP神经网络PID控制进行了对比和分析,然后确定了BP神经网络的模型,并计算了三层BP神经网络的权值系数,最后使PID控制器输出了调节系数KP、KI、KD。由于BP神经网络具有自学习和非线性迫近的特点,可以实时对三个调节系数进行动态调整,从而实现储能电容的恒流充电。仿真结果表明,BP神经网络PID控制器响应速度快、上升时间少、相对误差小,与PID控制器相比具有更加优良的充电性能。

基于虚拟谐波电阻的微网同步定频电流控制法

孤岛微网同步定频电流控制法具有逆变器间功率均分效果受系统运行参数影响小,抗电压扰动能力强,实现方法简单等优势。但是,其应用于含非线性不平衡负荷的微网时存在电压畸变及不平衡问题。为此,文中提出基于虚拟谐波电阻的同步定频电流控制法,通过引入虚拟谐波电阻,降低逆变器低次谐波频域的输出阻抗,抑制电压畸变及电压不平衡。同时,在并联逆变器间实现谐波电流的合理均分。建立逆变器的输出阻抗模型,依据模型分析发现虚拟谐波电阻会引起谐振并放大高次电压谐波,为此采用有源阻尼控制抑制谐振产生。仿真及实验结果表明所提控制方法可以有效的改善电压波形质量并实现逆变器间谐波电流的合理均分。