无差拍控制

摘要： 传统的预测控制器在应用到多电平逆变器中存在由于计算量大导致实时性无法保证的问题;如果针对这类数字控制器存在的延迟问题,仅采用二步预测补偿控制策略解决,同样增加了算法的计算量,也对系统硬件提出了更高的要求.文章首先从算法计算流程上进行简化,设计了一种简化搜索策略的改进准预测控制方法,该策略通过提前建立的矢量表将目标参考值与控制矢量进行对比,得到下一时刻的控制量,其中预测模型一个周期内仅需计算一次,相对于传统的三电平预测控制策略每周期需将27种控制矢量带入到模型当中运算27次,减少了近50%计算量,节约了计算时间.其次,针对预测控制器解决多目标优化问题时存在权重因数选择具有一定随机性的问题,文章给出一种分支定界的权重因子选择策略,解决中点电位不平衡问题.最后仿真和实验验证了简化后控制策略的有效性和可行性.

摘要： 为实现永磁同步电机(PMSM)磁链与转矩的定量控制,基于磁链与转矩变化量简化模型,提出永磁同步电机磁链与转矩无差拍(DB)控制策略。实现DB控制需要转矩角信息,PMSM转矩角可通过查表或基于定子磁链d、q轴分量求解,但前者需要大量储存空间,后者需要转子位置实时信息和旋转坐标变换。构建和训练反向传播(BP)神经网络来输出转矩角,并采用BP神经网络替代DB控制实现理想电压矢量角度的预测,建立基于转矩角和理想电压矢量角度预测双BP神经网络的PMSM磁链与转矩DB控制系统。仿真结果表明,BP神经网络可用于预测转矩角和理想电压矢量角度,双BP神经网络的PMSM磁链与转矩DB控制系统运行良好。

摘要： 为提高传统无差拍直接转矩和磁通控制策略(DB-DTFC)的动态响应稳定性、鲁棒性与计算效率,并降低电磁转矩和定子电流波动,以平面坐标系为基础,推导了基于定子磁链定向的电磁转矩耦合数学模型,提出了改进型DB-DTFC控制策略的基本原理,并基于定子电压坐标系统和扭矩通量坐标系统,设计了一种新型图形分析方法和通用解决方法,并运用试验分析对比了传统DB-DTFC策略和改进型DB-DTFC策略的系统稳定性。试验结果表明,改进型DB-DTFC策略的相电流值、电磁转矩波动均低于传统DB-DTFC策略,且计算执行时间比传统DB-DTFC策略提升了50%,能够有效降低电磁转矩和定子电流波动,提升电机控制计算效率,提高电机动态响应稳定性,增强系统鲁棒性。

摘要： 传统无差拍电流预测控制依赖于精确的离散化电网数学模型,导致电流出现稳态误差,特别是电感变化超过一定范围会使系统不稳定,在全数字控制中存在采样延时,系统鲁棒性差。为此,提出了一种改进型无差拍预测控制方法结合重复控制,有效地消除并网电流的指令误差和扰动误差,提供高质量的稳态波形。经仿真验证,能有效抑制传统控制方法采样延时对其影响,具有响应快速、稳态精度高、电流畸变率(THD:Total Harmonic Distortion)小等优点,同时避免了超调与震荡的缺点。

摘要： 永磁同步电动机控制系统要求电流响应快,抗干扰能力强.传统的控制方法大多采用矢量控制,电流内环采用比例积分(PI)调节器.当参数调整不当时,很难兼顾响应的快速性和稳定性,外部速度PI调节器在受到干扰时容易出现较大的波动.无差拍电流预测控制具有响应速度快、开关频率恒定的特点,本文提出了一种具有两拍延时补偿的无差拍控制策略,以取代电流内环PI控制器,使控制具有良好的电流品质,滑模具有抵抗外部干扰的能力.同时,设计了一种积分离散滑模速度控制器来代替速度外环的PI控制器,使控制具有很高的稳定性.为了减小滑模的抖振,设计了基于负载扰动的滑模观测器作为前馈补偿.实验结果表明,该控制策略具有良好的动态性能和鲁棒性.

摘要： 为了降低感应电机模型预测转矩控制(MPTC)系统的转矩脉动、进一步减小磁链脉动,提出一种磁链和转矩无差拍控制策略。仿真结果表明:磁链和转矩无差拍控制下,感应电机系统运行良好。与MPTC相比,所提策略的转矩脉动均方根差(RMSE)降低87.84%,磁链脉动RMSE降低97.83%,电流总谐波失真(THD)降低94.21%。与转矩无差拍模型预测控制相比,所提策略的转矩脉动略有增大,但磁链脉动RMSE降低96.77%,电流THD降低90.03%。实时性试验结果表明:磁链和转矩无差拍控制计算简单,实时性好,计算耗时为MPTC的4.79%、转矩无差拍模型预测控制的5.29%。

摘要： 阐述无差拍控制旨在内环基于电流切实追踪输入电压形态,跟踪即滞后,电流滞后对比预测而言,实现交流协同,达成单位功率因数;其外环旨在基于取样输出输入电压有效值,予以对比,从而实施PWM功率流向操控,最终达成电压双向双馈操控;通过电力仿真软件PSIM搭建仿真,佐证基于无差拍控制机制的有效性。此外构建实验系统,论证无差拍控制算法的实用性和先进性。

摘要： 将最小投影法(MPS)控制策略运用在并网逆变器上,系统具有良好的动态特性。但MPS在一个控制周期只使用一个电压矢量,输出电流谐波较大,系统稳态效果不理想。通过对MPS特性分析,提出了结合零电压矢量的改进MPS。在每个控制周期使用一个非零电压矢量和一个零电压矢量共同参与控制。对d轴电流实行预测无差拍控制,计算得到各矢量作用时间。通过实验分析,验证了所提方法在保留良好的动态性能前提下,能降低并网电流谐波,改善系统的稳态性能。

摘要： 高性能永磁同步电机控制系统对电流环的动态性能要求很高,传统的PI控制带宽有限,且易出现超调等现象,基于电流预测的无差拍控制具有较好的动态响应。为此,提出了一种在同步旋转轴系下改进时序的电流预测无差拍控制算法。通过对传统电流预测无差拍控制的时序分析,电流控制器对电流指令进行分段采样,基于永磁同步电机交直轴电压方程模型得到电压指令的补偿值,消除了原有电流指令滞后一拍的计算延时。同时,分析功率器件非理想因素与延时效应对电压状态量产生的偏差,引入电压重构算法,减小状态量误差对电流跟踪精度的影响。仿真和实验结果表明,与传统无差拍电流预测控制相比,改进后的电流预测控制算法有效地提高了电流环的动态性能和稳态精度。

摘要： 转子角度的准确估计是实现永磁同步风力发电机无速度传感器高性能矢量控制的重要前提。在基于扰动观测器的永磁同步风力发电机无速度传感器控制中,传统的角度补偿方法易受转速估计误差影响,进而降低转子角度的估计精度。针对这一问题,提出了一种新的转子角度补偿策略。该策略通过构建一个截止频率与观测器相同的低通滤波器,使其产生的角度误差和观测器的角度误差相等,来实现对估计转子角度更为精确的补偿。此外,估计转速和磁链影响反电动势准确度,进而影响传统无差拍控制效果。因此,对观测出的反电动势进行了幅值和角度补偿,消除了无差拍控制中电机估计转速和磁链对控制系统的影响。实验结果验证了该方法的有效性。

摘要： 本文研究了单相光伏并网逆变器的无差拍控制,推导了无差拍控制的数学模型.考虑到直流负荷由分布式电源直接供电,会减少大量电子电子设备的应用.本文分布式电源为光伏发电系统,其采用最大功率跟踪控制,发出的功率一部分直接供给直流负荷,剩余的功率输送至电网,这样既保证了能源的最大利用效率,同时减少了成本.另外,本文给出了电感实时计算公式,通过在线计算电感值,实现了对系统更精确的控制.最后,应用simulink对所研究的系统进行了仿真验证.

摘要： 三相PWM整流器无差拍控制的指令电压的计算受控制延时和交流电流采样通道低通滤波器的影响.本文对传统无差拍控制的延时问题进行了分析,对静止坐标系中利用预测下一时刻指令电压来消除控制延时影响的算法进行了研究,并对预测电感电流和实际电流值存在误差的问题提出了一种基于误差补偿的预测电流无差拍控制的方法.最后,通过Simulink工具进行了仿真,验证了理论分析的正确性.

摘要： 无差拍控制作为一种离散系统控制方式,被广泛应用在有源滤波器的控制当中.但是没有预测的无差拍控制实际上是差一拍或者差两拍控制,对于此,本文提出一种基于自适应谱线增强器预测的有源滤波器无差拍控制方式,通过历史数据准确预测出两拍后的系统状态.通过理论推导证明了自适应预测算法的鲁棒性在H∞意义上最优的,实验验证了本文提出方法的正确性和可行性.

摘要： 由于数字控制中存在采样、计算过程,限制了车用永磁同步电机最大占空比,可以采取滞后一拍控制和无差拍控制算法解决.为了分析这两种算法,对延迟机理进行了研究,建立了包含计算延迟和PWM延迟的数学模型.滞后一拍控制采用PI调节器生成调制信号,借助D分割法建立调节器参数和系统稳定性之间的关系,便于分析延迟变化对性能的影响.无差拍控制通过预测电流消除了一拍延迟,其闭环极点始终位于单位圆内,稳定性不受参数影响.在MATLAB/Simulink中建立PMSM的仿真模型,对这两种控制算法的动态和稳态性能进行了对比.

摘要： 对一种新型的光伏建筑并网逆变器——Z源逆变器的无差拍控制进行了研究.在阐述了Z源逆变器的升压原理和无差拍电流控制原理的基础上,将无差拍电流控制应用于Z源并网逆变器控制中.通过MATLAB仿真表明,该控制方法控制策略简单、有效,具有良好的稳态和动态特性,实现了Z源逆变器的单位功率因数并网.

摘要： 电动汽车作为一种高效、节能、零排放的交通工具,将成为未来城市的主导,而对充电机的研究,将直接影响未来电动汽车的发展.本文针对传统电动汽车充电机结构的不足,提出了一种高效且高功率因数、低谐波含量、能量双向流动的充电机结构.该结构前级采用三相电压型PWM整流器,后级DC/DC变换电路采用电流可逆斩波电路.针对前级,推导了一种功率前馈的无差拍控制,该方法实现了系统的快速、无差整流.针对后级,提出了一种基于马斯定律的自适应多阶段恒流充电方法,能够有效地延长蓄电池的使用寿命和缩短充电时间.最后通过仿真与实验验证了所提结构与方法的正确性.

摘要： 电动汽车作为一种高效、节能、零排放的交通工具,将成为未来城市的主导.而对充电机的研究,将直接影响未来电动汽车的发展.本文针对传统电动汽车充电机结构的不足,提出了一种高效且高功率因数、低谐波含量、能量双向流动的充电机结构.该结构前级采用三相电压型PWM整流器,后级DC/DC变换电路采用电流可逆斩波电路.针对前级,推导了一种功率前馈的无差拍控制,该方法实现了系统的快速、无差整流.针对后级,提出了一种基于马斯定律的自适应多阶段恒流充电方法,能够有效地延长蓄电池的使用寿命和缩短充电时间.最后通过仿真与实验验证了所提结构与方法的正确性.

摘要： 控制延时和系统参数变化是无差拍控制的主要缺点,这会导致系统振荡以至不稳定.为得到稳定性与控制延时和系统参数变化的对应关系,一种基于W'变换的稳定性判断新方法被提出.新方法首先建立考虑延时和系统参数变化的新电流环传递函数,然后通过W'变换将z域的新传递函数变换到W'域.利用低频段w'域与S域的相似性,借助Bode图和Routh判据,得出了系统稳定性与延时及电感参数变化的确切对应关系,并给出了解决稳定性问题的具体方法.1kW的能量回馈型交流电子负载样机被用于验证新方法.样机采用20kHz的开关频率和DSP控制芯片TMS320F28335.样机实验验证了理论分析的正确.

摘要： 本文研究的有源电力滤波器主回路拓扑为3相3桥臂结构.文中在其数学模型方程基础上,对PI控制、滞环控制、无差拍控制、PI+重复控制这几种控制策略进行了分析研究,提出了其相应优化策略,并搭建测试平台进行了实验验证.各控制策略各具有优缺点,通过优化均可达到控制要求.

摘要： 针对常规三相光伏并网逆变器主电路与有源滤波器主电路相似的特点，考虑将无功功率补偿与光伏并网发电统一控制，使光伏并网发电系统在向电网提供有功电能的同时也能够提供电网所需的无功电能，从而简化电网的系统结构，提高供电能力，并节省设备投资。文中分析了并网控制原理、瞬时无功检测、无差拍控制原理，并使用MATLABL/SIMULINK仿真验证了方案的正确性。

摘要： 无位置传感器永磁电机无差拍电流预测的控制方法及系统，它属于电机控制技术领域。本发明解决了现有的无差拍电流预测方法中系统的尺寸、重量大，维护成本高，以及当电机参数发生变化时存在的电流预测精度低的问题。本发明将包含反馈增益矩阵的无差拍电流预测方程作为可调模型，构建新的自适应观测器，并且根据波波夫超稳定理论，推导出能保证系统稳定的条件；不仅可以利用可调模型预测下一采样周期指令电压，提升系统动态性能，而且通过增加反馈增益，提高了估计的转速和位置角信息的稳定区域，提升系统鲁棒性。将无差拍电流预测与无位置传感器控制结合，统一成一种观测器形式，简化了电机控制算法。本发明可以应用于无差拍电流预测的控制。

摘要： 本发明公开了一种永磁同步电机(PMSM)的无模型无差拍电流预测控制装置及其方法，应用于由逆变器、电流传感器、位置传感器、电压传感器和直流电源构成的PMSM驱动系统，其特征是，所述无模型无差拍电流预测控制装置包括：交轴无模型无差拍电流预测控制器、直轴无模型无差拍电流预测控制器、电压调整模快、坐标变换模块和SVPWM调制模块。本发明能提升电动汽车PMSM驱动系统动态和稳态性能，且使系统具有强鲁棒性，实现电动汽车PMSM驱动系统的高性能安全运行。

摘要： 无位置传感器永磁电机无差拍电流预测的控制方法及系统，它属于电机控制技术领域。本发明解决了现有的无差拍电流预测方法中系统的尺寸、重量大，维护成本高，以及当电机参数发生变化时存在的电流预测精度低的问题。本发明将包含反馈增益矩阵的无差拍电流预测方程作为可调模型，构建新的自适应观测器，并且根据波波夫超稳定理论，推导出能保证系统稳定的条件；不仅可以利用可调模型预测下一采样周期指令电压，提升系统动态性能，而且通过增加反馈增益，提高了估计的转速和位置角信息的稳定区域，提升系统鲁棒性。将无差拍电流预测与无位置传感器控制结合，统一成一种观测器形式，简化了电机控制算法。本发明可以应用于无差拍电流预测的控制。

摘要： 本发明公开了一种永磁同步电机(PMSM)的无模型无差拍电流预测控制装置及其方法，应用于由逆变器、电流传感器、位置传感器、电压传感器和直流电源构成的PMSM驱动系统，其特征是，所述无模型无差拍电流预测控制装置包括：交轴无模型无差拍电流预测控制器、直轴无模型无差拍电流预测控制器、电压调整模快、坐标变换模块和SVPWM调制模块。本发明能提升电动汽车PMSM驱动系统动态和稳态性能，且使系统具有强鲁棒性，实现电动汽车PMSM驱动系统的高性能安全运行。

摘要： 本发明公开了一种基于稳定控制器的三相电压型PWM变换器无差拍控制方法，在稳定控制器给予系统补偿后，将两相同步旋转坐标系下的d、q轴电流公式进行离散得到d、q轴电流预测模型，在模型中为了使d、q轴电流跟随给定值，实现无差拍控制，需要下一时刻d、q轴电流的实际值等于同一时刻的给定值，将预测到的两相同步旋转坐标系下的d、q轴电压通过SVPWM得到控制功率器件的开关信号，当系统受到干扰时，运用本发明所提方法，确保三相电压型PWM变换器系统稳定运行。本发明具有控制算法简单，易于实现的优点。

摘要： 本发明公布了一种基于无差拍控制的双环预测控制方法，属于电力电子变流技术、工业控制领域。该发明由电压外环控制和电流内环控制两个环节组成。该方法以无差拍控制为基础，采用双环控制。其中，电压外环控制和电流内环控制均采用无差拍控制，提高系统（系统是指控制方法的实施对象，一般是指电力电子变换器，在本发明当中指单相电压型逆变器）的动态响应速度和减小系统的稳态误差。本发明公布的一种基于无差拍控制的双环预测控制方法具备动态响应快，稳态性能好等显著优点，可以很好地满足电力电子系统的工作要求。

摘要： 本发明涉及逆变器并网控制技术领域，尤其是指一种光伏并网逆变器的无差拍模糊控制系统及控制方法，包括依次连接的太阳能光伏阵列、Boost升压电路、全桥逆变电路以及电网，太阳能光伏阵列的输出端设有用于跟踪其最大输出功率点的扰动观察模块，扰动观察模块连接有第一模糊控制器，全桥逆变电路连接有无差拍控制器，无差拍控制器用于产生全桥逆变电路的驱动PWM信号，无差拍控制器连接有第二模糊控制器。本发明提供的一种光伏并网逆变器的无差拍模糊控制系统及控制方法，并网前级具有更好的动态和稳态性能，并网后级在非线性负载接入后负载输出端更稳定，减小电压电流谐波。

摘要： 本发明为一种基于无差拍控制的低压电器试验固态负载电流控制方法，包括以下步骤：第一步、采集参数；第二步、采用二阶广义积分器对电网电压进行锁相；第三步、对电流发生单元采用无差拍控制；第四步、按照电感误差补偿式对电感误差进行在线补偿；第五步、利用补偿参数h调节电流发生单元的交流侧电流相位，对功率因素偏差进行补偿。该方法对电感误差进行在线补偿，以解决无差拍控制中的电感参数不匹配问题，解决了传统无差拍控制时由于控制延迟导致的控制效果差、精度低等问题；通过补偿参数调节电流发生单元交流侧电流的相位，进而保证试验时功率因数的准确性。

摘要： 本发明公开一种基于加权平均电流的无差拍控制的有源滤波器及控制方法，有源滤波器由六个功率开关模块(IGBT)组成三相全桥变换器，三相全桥变换器通过LCL滤波器连接到公共连接点PCC后与电网相连，其中，三相全桥变换器的直流侧连接直流电源，所述LCL滤波器由位于三相全桥变换器侧的滤波电感L1、电网侧的滤波电感L2和滤波电容Cf组成，非线性负载接在滤波电感L1与滤波电感L2之间的连接点。

摘要： 本发明涉及逆变器并网控制技术领域，尤其是指一种光伏并网逆变器的无差拍模糊控制系统及控制方法，包括依次连接的太阳能光伏阵列、Boost升压电路、全桥逆变电路以及电网，太阳能光伏阵列的输出端设有用于跟踪其最大输出功率点的扰动观察模块，扰动观察模块连接有第一模糊控制器，全桥逆变电路连接有无差拍控制器，无差拍控制器用于产生全桥逆变电路的驱动PWM信号，无差拍控制器连接有第二模糊控制器。本发明提供的一种光伏并网逆变器的无差拍模糊控制系统及控制方法，并网前级具有更好的动态和稳态性能，并网后级在非线性负载接入后负载输出端更稳定，减小电压电流谐波。