基于改进型滑模观测器的变频洗衣机用PMSM无位置传感器控制

针对永磁同步电机( PMSM)位置传感器成本高、维护难等问题,设计了一套用于变频洗衣机的PMSM无位置传 感器控制方案。采用改进型滑模观测器(SMO)实现电机转子位置与转速的估算,通过三电阻采样方式来检测三相电流, 有效地降低了系统成本。系统采用矢量控制模式,针对洗衣机负载波动大、运行速度高的特点,在电流内环设计中增加 了电压前馈补偿解耦控制环节,与传统PI调节器相比,该方案能够改善电流跟踪效果,提高控制性能。最后,在洗衣机 样机平台上进行了实验验证,实验结果证明该控制方案运行可靠,控制效果良好,能够满足洗衣机的工作要求。     

多并联三相整流器环流抑制策略的研究

三相电压型整流器(VSR)模块并联可有效提高系统功率等级,然而由此产生的环流会导致网侧电流波形畸变,造成额外的功率损失,降低工作效率,甚至损坏电力设备。针对这种情况,以多个并联整流器为研究对象,推导了多并联整流器零序循环电流的数学模型,详细分析并联整流器模块产生环流的原因。为消除环流控制回路的不利影响,提出了一种基于空间矢量脉宽调制的零矢量前馈控制策略。另外,提出的虚拟整流器概念进一步实现并联整流器的控制。仿真与实验结果证明了单个整流器控制的可行性,三并联整流器的硬件在环实验验证了理论分析和所提方法的有效性。     

三相电流源型变流器输出电流纹波抑制策略

为解决目前三相电流源型变流器网侧电流谐波失真,直流侧电感电流纹波较大的问题。在传统6扇区空间矢量调制基础上,提出一种新型12扇区空间矢量调制策略,将该策略与6扇区调制策略进行深入对比分析后,合理地协调电流矢量作用顺序,减少开关管换流次数,从而降低开关管损耗。在不改变滤波器参数的前提下,有效减小直流侧电感电流纹波,使网侧电流畸变也得到一定改善。最后,搭建一台20 k W三相电流源型变流器实验样机,验证了提出的新型调制策略的有效性。     

基于定子串电阻的DFIG联合故障穿越方法研究

电网发生电压跌落故障时,双馈风机传统的控制策略无法提供动态电压支撑,若采用撬棒保护电路会使风机失去控制,影响电网的稳定运行。针对上述问题,提出了转子侧逆变器瞬态电压控制策略,以提供电网电压恢复能力,同时提供动态电压支撑;为抑制直流母线电压波动,以GSC输入功率与输出功率相平衡为出发点,提出GSC改进控制策略;在改进控制策略的基础上提出定子串电阻保护电路,分析定子串电阻电路的可行性及控制策略,最小化硬件电路对系统的负面影响。通过仿真表明:转子侧和网侧改进控制策略的有效性,结合定子串电阻电路可以实现电压跌落严重情况下的故障穿越。     

基于SiC开关器件的LCL并网逆变器控制策略建模分析

SiC功率器件具有高耐压、低损耗、高效率等特性,而高开关频率可以降低逆变器输出电压的低频谐波成分,从而降低并网电流的谐波成分,提高系统稳定性。以SiC MOSFET开关器件作为逆变器组成原件,以LCL滤波器作为逆变器与电网的接口,在建立系统控制模型的基础上,根据有源阻尼与无源阻尼控制方法之间的等效关系,提出并网侧电流与逆变器侧电流的双闭环控制策略,并对这种控制策略进行了稳定性分析。然后根据系统稳态误差与稳定裕度的要求,设计了系统反馈参数与PI调节器的参数。仿真和实验结果表明,这种控制方法可以有效抑制并网电流谐波,提高并网功率因数,并具有良好的鲁棒性和动态响应。     

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。     

基于无差拍的光伏并网系统电流控制策略

针对光伏并网系统中传统双PI控制所得并网电流质量不高的缺陷,提出了电压外环采用PI调节,电流内环采 用无差拍的控制策略。阐述了无差拍控制的基本原理,并提出了预测型无差拍控制的实现方法。分析了谐波产生的主 要原因并采用数字滤波方式来提高精度。在MATLAB/Simulink中进行整个系统的仿真,仿真结果表明在理论上该控制 策略能将电流总谐波失真控制在1%以内。在样机上的实验结果表明,该控制策略能有效改善并网电流质量,达到国家 对光伏并网电流THD小于5%的要求     

车用异步电机的一种最佳响应性能整定方法

异步电机的转子磁链定向矢量控制具有自然解耦的特点,正确解耦有助于车用异步电机获得最大电磁转矩的需 求,只是解耦需要准确的电机参数。通过分析转差频率与转子时间常数的关系,及当转子时间常数不准确时的转矩变化 趋势,文章提出了一种整定方法,不追求参数和解耦的准确性,而以“最大加速度／转矩电流”为目标。先通过离线辨识 得到定子参数,据此估算额定励磁电流值和转子参数的搜索初值,再通过实际电机的最快响应来搜索不同转矩电流下对 应的转子时间常数的函数关系。在基于TMS320F28069搭建的驱动系统上进行了实验。实验结果表明,电机的加速性 能与控制算法中的转子时间常数密切相关,当转矩电流与此转子时间常数满足一定的函数关系时,单位电流的转矩达到 最大,电机的加速性能最优。研究有助于提高车用异步电机的加速性能。     

VIENNA整流器PI滑模混合控制与晶闸管软启动研究

针对三相VIENNA整流器采用传统PI双闭环控制时系统参数设计困难、鲁棒性差的问题,提出了一种滑模控制(sliding mode control,SMC)策略。该控制策略外环采用滑模控制器,提高了系统的动态性能和鲁棒性,内环采用PI控制器满足系统稳定性要求并简化了控制系统。此外,为抑制VIENNA整流器的启动冲击电流,提出了一种两段式软启动控制方法。首先,使用晶闸管对直流母线电容进行预充电;其次,在PWM整流过程将直流母线电压给定值设定为以一定斜率增长至期望值的斜坡信号;最后切入直流侧负载。仿真结果表明:采用所设计PI滑模混合控制策略的VIENNA整流器,具有良好的动、稳态性能以及鲁棒性;所提出的两段式软启动控制方法具有良好的抑制冲击电流能力。     

一种双零电压开关脉宽调制式正向变流器

提出了一种隔离直流-直流变流器,此变流器由两个零电压开关脉宽调制式(PWM)正向变流器串联并与一个高频变压器耦合而成。此变流器的特点是从空载到满载运行时无开关损耗,且导通损耗也较低,它适用于高输入电压和大功率的应用场合。阐述了变流器的工作原理、理论分析和设计举例,并用一个实验原型验证了理论推断。     

BOOST－PFC电路反馈环节的优化设计

介绍了平均电流控制ＢＯＯＳＴ─ＰＦＣ电路的原理，建立了电流环和电压环的小信号简化模型，讨论了双环反馈环节的设计原则和方法，提出最优设计的思想和数学模型，并以一种ＢＯＯＳＴ─ＰＦＣ电路为例进行优化设计，计算模拟结果显示优化后有关指标好于优化前。     

基于多目标FCS MPC的永磁同步发电机MTPA控制

永磁同步发电机系统常用控制策略是电压外环和电流内环的双闭环矢量控制,在实际PI控制中,控制效果对系统参数的依赖度较高,且不同工况下最优PI参数不同,因此在变工况控制情况下控制效果不佳。课题组针对永磁同步发电机的最大转矩电流比（MTPA）控制,提出了一种基于多目标有限集模型预测控制(FCS MPC)的MTPA控制方法,在FCS MPC基础上,通过多目标优化建立代价函数,实现转矩参考值跟踪、MTPA优化控制和最大电流约束,可以代替传统的基于双闭环的矢量控制及电流模型预测控制,具有较强的鲁棒性和良好的动静态性能。通过MATLAB/Simulink仿真分析及基于STM32F407IGT6的硬件系统的实验对比,验证了方法的可行性,有效实现了永磁同步发电机的MTPA控制。     

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。     

生物芯片喷印机控制系统设计

为了获取生物微阵列中承载的生物信息而设计生物芯片喷印机，课题组设计一套基于ARM和DSP双核心的生物芯片喷印机控制系统，完成了生物芯片喷印机的ARM端主控制系统和DSP端从控制系统的设计及软件实现，提出了基于Sigmoid函数的S型加减速算法，使用MATLAB对算法进行了仿真。仿真结果表明：在使用加减速算法后，电机从启动到稳定过程中保持光滑过渡，使运动过程具有更小的机械冲击和磨损速度。该系统满足了生物芯片喷印机高精度、高效率的控制策略需求。     

GMM驱动镗杆镗削倒锥形销孑L闭环控制研究

针对GMM智能镗杆镗削异形销孔控制难度大的问题,以现有的控制系统硬件为基础,进行了DSP控制系统的 软件设计,包括A/D采集、反馈检测算法和闭环控制算法的编程实现。并在此基础上开展了控制系统整体性能的测试 实验,分别采用开环逆模型补偿控制、普通PID控制和前馈逆补偿PID控制3种控制方法对实际加工活塞销孔的刀具轨 迹进行了相应的轨迹跟踪实验。实验结果表明,对于低频加工轨迹,采用前馈逆模型补偿PID控制精度比开环逆模型补 偿控制精度要高,达到预期的技术指标。所建立的闭环控制系统具有很好的应用效果。     

感应电机解耦控制智能PSD调速系统研究

本文针对感应电动机解耦控制,采用单神经元ＰＳＤ算法作速度调节器的磁链调节器,构成感应电动机ＰＳＤ调速系统。该系统自适应学习能力强,仿真研究表明,控制效果良好。     

基于dSPACE1005标准板的感应电机矢量控制

感应电机矢量控制通过坐标变换将静止坐标系下的三相交变定子电流转变为同步旋转坐标系下的两相直流,再 利用转子磁场定向进行解耦,对定子电流的励磁分量isd和转矩分量isq进行独立控制,使得感应电机的控制能像直流电 机那样高效。论文中采用的dSPACE半实物仿真系统实现了与MATLAB/Simulink的完全无缝连接,搭建模块就能生成 代码并加载到实时硬件中运行,减少人工输入大量的代码,方便控制算法的验证