基于固定时间滑模的直流微电网系统电压控制

针对含有恒功率负载的直流微电网系统,为了抑制恒功率负载的负阻抗性造成的系统直流母线电压振荡现象,采用固定时间滑模控制方法研究直流母线电压的控制问题。首先,建立含恒功率负载和储能单元的直流微电网系统的数学模型;其次,结合固定时间稳定性理论,设计积分型滑模面,在此基础上构造固定时间滑模控制器,通过对系统状态进行可达性分析,给出系统收敛时间上界的估计值;然后,通过对滑动模态进行稳定性分析,结合线性矩阵不等式求解得到控制器增益;最后,以含有2个恒功率负载和1个储能单元的直流微电网系统为例进行仿真实验,仿真结果表明,所设计控制器能够有效抑制恒功率负载扰动对直流母线电压带来的不良影响。

峰值电流控制模式BOOST DC-DC变换器的斜坡发生器的设计

该文简要分析了峰值电流控制模式中斜坡补偿的基本原理和设计问题,对基本的充放电振荡器电路进行了改进和优化设计,设计了适用于恒频峰值电流模式BOOSTDC DC变换器斜坡补偿电路中的CMOS定时斜升波发生器电路.

峰值电流控制的PFC变换器快时标分岔控制

峰值电流控制方式是PFC开关变换器的一种常用方式,由于输入电压的时变性造成在输入交流电压过零点处出现输入交流电流的快时标分岔现象,该现象会严重影响PFC变换器的性能,因此采用一种合理有效的分岔控制手段是非常重要的。文中深入分析了峰值电流控制PFC变换器工作原理,从理论上分析了PFC变换器出现快时标分岔现象的根源。在谐振分岔控制理论的基础上提出了一种比较有效的控制器参数选择方法,可以较好地实现PFC变换器的快时标分岔控制,因此改善了PFC变换器的性能。理论结果得到了数值仿真分析和实验的验证。

双频率控制开关变换器低频波动现象抑制方法

针对传统双频率控制技术应用于电感电流连续导电模式开关变换器时存在的电感电流和输出电压低频波动问题,在介绍该技术控制原理的基础上,建立了输出电容储能迭代模型,利用该模型揭示了一个开关周期内电感储能变化量不为零是产生低频波动现象的根本原因。为解决此问题,通过将电感电流信息引入反馈控制环路,提出并研究了峰值电流型固定关断时间双频率控制技术,分析了该技术的工作原理和低频波动现象抑制机理。通过与传统双频率控制技术进行仿真和实验对比研究,结果表明峰值电流型固定关断时间双频率控制方法能够有效抑制低频波动现象的发生。

PI补偿固定关断时间电流型控制Boost变换器的次谐波振荡机理及失稳边界

当电压外环反馈增益较大或变换器输出电容等效串联电阻（equivalentseriesresistance，ESRl较大时，采用比例积分（proportional．integral，PI）补偿的固定关断时间电流型（fixedoff-timecurrent．mode，FOT-CM）控制Boost变换器存在次谐波振荡现象，导致变换器工作在不稳定状态。PI补偿器中补偿电容电压是变换器电感电流和输出电容电压的线性组合，由此建立了PI补偿FOT-CM控制Boost变换器的降阶离散时间模型，研究了电压外环反馈增益和输出电容ESR对变换器稳定性的影响，阐述了次谐波振荡现象的产生机理。进一步，通过近似降阶离散时间模型，得到了PI补偿FOT-CM控制Boost变换器的近似临界稳定条件。结果表明，当输出电容ESR较小时，随反馈增益的增大，PI补偿FOT-CM控制Boost变换器通过倍周期分岔失稳；随着输出电容ESR的增大，变换器通过边界碰撞分岔失稳。为了避免次谐波振荡现象的产生，变换器需采用ESR较小的输出电容，且电压外环需设计较小的反馈增益。实验结果验证了理论分析的正确性。

级联开关变换器中源变换器的稳定性机理研究

在级联开关变换器中,负载变换器前馈电流纹波可重塑源变换器的输出电压纹波,导致源变换器的稳定性发生变化。以峰值电压纹波(PVR)控制Buck变换器级联峰值电流模式(PCM)控制Boost变换器为例,研究了级联开关变换器中源变换器的稳定性机理。首先,展示了负载变换器前馈电流纹波对源变换器稳定性的影响,分析了源变换器随所选电路参数变化的分岔行为;其次,建立了级联开关变换器具有3种开关状态序列的离散映射模型,推导了其在不动点邻域内的Jacobi矩阵,通过监测Jacobi矩阵的特征根轨迹明晰了源变换器随所选电路参数变化的失稳机理;最后,实验结果验证了仿真分析和理论分析的正确性。

AC/DC Boost变换器固定补偿与动态补偿实验对比

以电流连续模式(CCM)下峰值电流控制AC/DC Boost变换器为对象,对固定补偿和动态补偿方法进行电路实验对比。在原理仿真基础上,采用ML4812作为功率因数校正装置实现两种方式的斜坡补偿。实验结果表明,动态补偿不仅消除了固定补偿带来的过零死区现象,而且还达到了提高电路功率因数和全工频周期稳定的目的,是一种较好的稳定性动态补偿策略和技术方法。

低输入电流纹波的交错并联三态Boost变换器

首先在分析交错并联三态Boost变换器(interleaved tri-state Boost converter,ITBC)工作原理的基础上,建立ITBC的小信号模型,通过推导控制-输出传递函数,分析不同续流控制策略对ITBC右半平面零点的影响;然后,在分析影响输入电流纹波大小因素的基础上,划分ITBC的工作模式,推导其对应的输入电流纹波表达式,研究输入电流纹波与电感电流放电阶段占空比之间的关系,即通过增大电感电流放电阶段占空比,改变ITBC的工作模式和减小输入电流纹波;再次,采用峰值电流定关断时间控制策略,ITBC在满足电感电流均流效果的同时,保证其宽负载范围工作于最小输入电流纹波的工作模式;最后,仿真和实验结果验证理论分析的正确性。

基于输入前馈的CC-FOT控制二次型Boost变换器研究

以二次型Boost变换器为研究对象,为解决开关频率随输入电压改变而改变的问题,提升二次型Boost变换器的负载瞬态性能,提出基于输入电压前馈的固定关断时间电容电流(Fixed OFF-Time Capacitor Current,CC-FOT)控制二次型Boost变换器,详细分析其工作原理。基于PSIM仿真软件,搭建仿真模型,与电压型(Voltage Mode,VM)控制、CC-FOT控制二次型Boost变换器对比分析电路的负载瞬态性能及抗输入电压扰动能力。研究结果表明:相比VM控制二次型Boost变换器,CC-FOT控制和引入输入电压前馈的CC-FOT控制方法有效提升了电路的负载瞬态性能;且与CC-FOT控制相比,引入输入电压前馈后的电路具有优良的抗输入电压扰动能力。最后,仿真结果验证了理论分析的正确性。

并联DC-DC变换器系统的固定时间分布式协同控制

针对负载为超级电容的并联DC-DC变换器系统,为了在固定时间内实现电流输出均衡目标,提出固定时间分布式协同控制方法.将耦合子系统之间的通信拓扑,利用无向图进行刻画.借助输入输出反馈线性化技术,将并联DC-DC变换器系统的电流均衡控制设计难题转化为固定时间内一阶多智能体系统的一致性跟踪问题.借助符号函数、拉普拉斯矩阵、牵制增益矩阵,基于最近邻原则,设计参数可调的固定时间电流均衡分布式协同控制律.利用李亚谱诺夫函数严格证明整个闭环系统的稳定性,并推导出收敛时间的上界.所提出的固定时间电流均衡分布式协同控制方法,可以克服有限时间协同控制方法对初始状态依赖性强的缺点,同时改善了系统的收敛性.借助仿真,验证了所提出方法的有效性和可行性.

实时数字仿真系统(RTDS)在阳城—淮阴TCSC工程中的应用研究

在RTDS实时数字仿真系统上建立了包括阳城固定串补(FSC)和可控串补(TCSC)模型在内的阳城—淮阴输电系统的详细模型,并分别对该系统采用FSC方案和TCSC方案进行了实时仿真试验和比较。自主研发了1套能与RTDS实时仿真装置接口的TCSC综合控制试验装置,在RTDS平台上实现了内部控制和外部控制两种控制方式研究TCSC,即采用RTDS内部所提供的控制元件建立TCSC控制系统和采用自己研发的TCSC综合控制试验装置,并对这两种控制方式作了比较研究。