基于无源综合控制的独立光伏发电系统

针对独立光伏发电系统含有的单向Boost和双向Buck-Boost DC/DC变换器具有本质的非线性,对该DC/DC变 换器采用无源控制非线性控制,结合PI控制的综合控制方法。为了实现对蓄电池采用限流充电和恒压充电两阶段充电 方式,兼顾对直流母线电压进行有效控制,对两类DC/DC变换器分别采取两种模式的控制方式,并对Boost变换器进行 无源电流控制设计和对Buck变换器进行无源电压设计。最后,仿真验证证明了所提控制策略对独立光伏发电系统能量 管理的有效性。     

多电平注入式电压源变换器应用于高压直流输电系统研究

采用强迫关断开关元件的AC/DC变换器使高压直流输电(HVDC)和柔性交流输电(FACTS)系统具有良好的性能和灵活自由控制有功功率和无功功率的特性.系统中关键装置强迫关断AC/DC变换器必须是高压大功率的装置,才有可能满足输配电的要求.采用多电平技术可显著地提高交流系统容量和电压等级,但常规多电平AC/DC变流器的拓朴结构复杂度随级数成平方律而增加,以及对有功功率控制限制了它们在输电系统中的应用.本文介绍了一种新型的多电平注入式AC/DC变换技术,并对采用该技术的AC/DC变换器用于大功率HVDC系统的应用进行了仿真研究.仿真结果表明,该变换器可产生高质量的波形,易于高压大功率化,可自由控制有功和无功功率,使HVDC的传输性能大大改善,而且采用合理的控制策略,还可以改善HVDC联接的交流系统传输特性,实现单位功率因数传输电能.     

基于VISSIM的双Boost变换器建模和仿真研究

依据双Boost变换器的基本原理,用VISSIM软件建立了双Boost变换器的状态空间仿真模型,然后在同样参数条件下对双Boost和Boost进行了仿真和比较.仿真结果符合电力电子电路理论,表明了建模方法的正确性;比较结果说明了双Boost变换器较Boost的性能优越性.该仿真模型的建立为采取智能控制策略进行闭环控制和对实际电路的调试提供了新的思路和方法.     

伪连续导电模式Boost PFC变换器研究

分析工作于伪连续导电模式(PCCM)的Boost功率因数校正(PFC)变换器,设计电压环与电流环并行的控制环路。针对传统连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)Boost PFC变换器负载功率范围受限的问题,研究以负载电流为基准量实时调整参考电流的控制策略,给出其网侧输入电流和功率因数的表达式。为了在宽输入电压范围内提高正弦参考电流控制三态PCCM Boost PFC变换器的功率因数(PF),提出非正弦参考电流控制算法。此外建立小信号模型给出其频域分析结果。最后通过实验结果验证了理论分析的正确性。     

高压开关电源的拓扑研究

提出了高压Buck型全桥变换器存在的高压滤波电感的安全性和变压器副边分布电容的问题,并介绍了一种适用于高压开关电源的移相全桥Boost型软开关电路。通过对Boost型电路的软开关过程进行时间分段分析,再利用Pspice仿真对理论分析结果进行了验证,最后将Boost型与Buck型全桥高压变换器的输出滤波电感耐压特性、多路输出的交错调节能力和变压器的磁不平衡问题等方面进行了比较,结果表明Boost型移相全桥变换器具有更好的交错调节能力和自动抑制变压器的磁不平衡的能力,是一种适用于高压电源的拓扑。     

高效率不对称全桥DC/DC变换器研究

不对称全桥DC/DC变换器利用变压器原边等效串联电感和原边开关管寄生电容的串联谐振实现原边开关管的零电压导通,有效解决了传统全桥DC/DC变换器开关损耗大的问题,同时副边采用同步整流技术进一步提高了变换器的效率。介绍了变换器的拓扑结构,分析了每个工作模态以及原边开关管实现零电压导通的条件,发现了原边开关实现软开关必然带来的占空比损失的问题,提出了减小原边等效串联电感减少占空比的损失的技术方案。使用Saber仿真软件搭建了不对称全桥拓扑的仿真电路,仿真结果验证了理论分析的有效性和可行性,该方法为全桥拓扑电路的软开关设计提供了一种可行方案。     

LLC谐振技术在动车组单相逆变器中的应用研究

在传统的电力动车组车载隔离型单相逆变器中,为逆变电路提供直流输入的隔离型升压DC/DC变换器采用的是脉冲宽度调制(PWM)的移相全桥变换器,存在开关损耗大、转换效率低的缺点。针对上述问题,提出了在车载单相逆变器DC/DC升压电源中采用全桥LLC谐振软开关技术的方法。首先,对全桥LLC变换器进行建模,分析其工作原理和参数设计方法;其次,通过Matlab/Simuink仿真验证了理论参数的可行性;最后,按照设计参数制作了1台2.5 kW的采用脉冲频率调制(PFM)的全桥LLC谐振变换器的实验样机。实验结果表明,样机额定输入电压为DC110 V,LLC谐振变换器的输出电压可恒定保持在DC400 V,可以为后级的逆变电路提供稳定的直流输入,开关管在全负载范围内实现了零电压导通(ZVS),有效提高了隔离型升压电源的效率。     

开关电容矩阵DC/DC变换器

提出了一种利用开关电容矩阵来实现DC/DC变换的新方法,其过程是将组合开关电容单元排列为一个M×N的矩阵SC(M, N),用一组时序信号控制组合开关,使其工作于充、放电两种状态:充电期输入电压沿矩阵的行充电;放电期矩阵转置,电容上的储能沿矩阵的列向负载放电,实现了电压的变换。设计了一个SC(2, 3)的矩阵变换器电路,并进行了理论分析和仿真。     

峰值电流控制同步开关变换器的分岔控制研究

峰值电流控制同步开关变换器因其优良的性能在工业界获得了广泛的应用。该文建立了峰值电流控制同步开关Boost变换器的离散迭代映射模型,导出了系统首次分岔点和受控电压源强度之间的关系。研究结果表明,受控电压源强度的增加可以影响系统的分岔与混沌状态,实现系统周期轨道的移动。最后通过电路仿真和实验研究验证了通过改变受控电压源的强度可以改变同步开关Boost变换器的稳定性。     

单片DC/DC变换器的分析与设计

在0.35μm硅衬底CMOS工艺条件下,分析了集成平面电感器的单片DC/DC变换器的功率损耗,折中考虑了设计中的难点以及各种影响因素。优化了变换器的转换效率,确定其开关频率为100MHz;考虑片上集成平面电感器的单位面积电感值与品质因数的大小也是决定DC/DC变换器性能的关键因素,该文给出了双层平面螺旋电感器的物理设计与几何参数优化,获得了双层平面螺旋电感。模拟结果表明该变换器工作稳定,转换效率可以达到62%。     

新型多路LED驱动电源关键技术研究

通过对国内外通用的LED驱动电源技术的分析研究,优化设计了适用于双开关以及单开关拓扑的多路输出方案,利用谐振电容参与变换器谐振网络的谐振,改变变换器增益曲线,改善变换器动态性能,实现多路输出的均流,并解决开路保护等问题;开发了一种新型的单开关正反激多路输出电路,实现变压器双向激磁,利用谐振电容和电感谐振,实现副边二极管零电流开关;解决了PFC电路的可靠性问题,进一步简化电路,降低了系统成本.     

基于DSP的Fuzzy-PID发动机怠速控制应用

为了有效改善发动机怠速工况下经济性与排放性,考虑怠速工况的非线性、时变性和不确定性等因素,采用怠速Fuzzy-PID控制算法,利用Simulink和Stateflow工具对Fuzzy-PID发动机怠速控制系统进行建模仿真.结果表明该Fuzzy-PID控制器,有良好的实时性、抗干扰性和鲁棒性.同时为解决控制系统的实时性能,在硬件设计上采用功能强大的可编程定点DSP控制芯片TMS320F2812,来实现信号处理与控制功能.     

基于DSP的双输入BUCK变换器在LED驱动器中的应用

提出一种将双输入Buck(TIBUCK)变换器应用于LED驱动器的方案,并详细分析该电路的性能特点。该TIBUCK变换器采用电压模式控制,由DSP作为控制核心,能够很好地调节输出电流,使LED工作在恒流状态。仿真和实验结果表明,TIBUCK变换器在降低开关管和二极管电压应力的同时实现了对输出电流的恒流控制,从而证明该变换器作为LED驱动器中的后级恒流部分是可行的。     

开关变换器多频率控制方法研究

提出并研究了一种新颖的开关变换器控制方法——多频率(multifrequency)控制方法。该方法在每一个开关周期结束时刻采样输出电压,对其所处的电压区间进行判断,并由此采用相应频率的不同控制脉冲对开关变换器进行控制,以调整变换器输出电压。多频率控制方法具有控制算法简单、开关变换器稳定性好、瞬态响应速度快、电磁干扰噪声小、轻载效率高等优点。相比于双频率控制,多频率控制不仅可以拓宽开关变换器输出功率范围,还可以降低开关变换器输出电压纹波。实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于Fuzzy-PID算法加热炉温度控制的仿真研究

针对加热炉这种非线性对象,采用基于Takagi-Sugeno推理的Fuzzy-PID复合控制方式,分别研究其基本控制性能、抗干扰性能及其鲁棒性能。结果表明Fuzzy-PID复合控制既具有模糊控制的鲁棒性强、调节时间快、超调小的特点,又具有PID控制的动态跟踪品质好和稳态精度高的特点,是对工业控制中大惯性、纯滞后、参数时变的非线性受控对象的有效控制方法。     

大功率自换相变换器的研究发展及其在输配电技术中的应用

在过去的二十年中．FACCTS（柔性交流输电）概念已被人们广泛接受．开发出了大量的FACTS装置并得到实际应用．尤其是大功率强迫换相AC／DC变换器表现出了良好的性能和灵活的控制特性．在VSC HVDC（电压源型变换器高压直流输电）系统中也呈现出极大的应用潜力．本文对大功率交直流变换器的研究发展及其在电力传输与分配中的应用进行了论述．     

纯电动汽车复合电源功率分配策略研究

对蓄电池、超级电容常用复合电源结构进行分析,确定蓄电池与超级电容复合电源结构,根据复合电源系统设计理念提出复合电源系统总体结构。根据原型车参数对超级电容和DC/DC变换器进行设计与选型,制定复合电源约束条件。在此基础上,设计了一种将逻辑门限值控制策略和基于车速的功率分配控制策略相结合的新的功率分配策略。在Matlab/Simulink环境下搭建复合电源功率分配策略模型,并搭建超级电容-蓄电池复合电源系统模型。在原型车路试工况和UDDS工况下对复合电源系统供能进行仿真。仿真结果表明:在此功率分配策略下,超级电容很好地起到辅助蓄电池输出功率的作用。最后根据复合电源系统总体结构,搭建复合电源系统试验平台并进行试验,验证了功率分配策略的可行性。     

多级电流注入式STATCOM动态性能研究

与传统的多级方案相比多级电流注入式变换器MLCR（Multi-Level Current Reinjection）CSC（Current Source Converter）的优点在于它使用相对较少的开关元件达到消除谐波的目的，该变换器可产生高质量的波形，易于大功率化，可自由控制有功和无功功率．本文描述了多级电流注入式变换器作为STATCOM使用的实例，并使用EMTDC-PSCAD软件对其在电源对称与非对称状态下的动态特性进行仿真分析．当MLCR-CSC在电源对称条件下运行时有快速的动态响应，在电源非对称条件下仍能在简单的闭环控制逻辑下满足无功补偿要求．     

环形结构的入侵容忍系统研究

提出了一种环形的入侵容忍系统结构,并描述了数据一致性和服务器控制算法。当在线服务器数目大于两倍故障服务器数目时,该系统实现了服务数据的正确一致性,并通过动态调整在线服务器数目提高了系统的入侵容忍能力。仿真实验分析了在面临入侵情况下系统的可用性性能,并在实例中得出了该系统可用性较优的时间区间,为进一步提高系统的安全性和服务能力提供了一定的依据。     

基于MCGS的AI智能调节仪液位控制研究及实现

介绍了基于MCGS的智能仪表液位控制系统组成和控制算法。以THJ-3高级过程控制实验装置为基础，构成了以中水箱液位为副控变量、下水箱液位为主控变量串级控制系统。系统采用AI智能调节仪并运用PID控制算法在组态软件MCGS中进行了实验测试，结果表明该系统可实现数据采集、动态数据显示和现场设备的实时监控，调试和运行。实现了对过程参数的无稳态误差控制，具有良好的稳态性能和动态性能。