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一种电流跟踪误差补偿的三相有源电力滤波器的无差拍控制方法

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中国电机工程学报 2016年第20期36卷 5605-5615,5737页

作者：姜卫东汪磊马炜程丁星星崔学宝合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230009 安徽皖宏电气设备有限公司安徽省阜阳市236000

首先介绍三相有源电力滤波器(active power filter,APF)在abc轴系下的连续时间数学模型,并采用后向差分的方法得到在??轴系下的离散化数学模型。对于电流内环,采用无差拍控制(deadbeat control,DBC)方法实现谐波电流的跟踪。为了解决DB... 详细信息

首先介绍三相有源电力滤波器(active power filter,APF)在abc轴系下的连续时间数学模型,并采用后向差分的方法得到在??轴系下的离散化数学模型。对于电流内环,采用无差拍控制(deadbeat control,DBC)方法实现谐波电流的跟踪。为了解决DBC的延时补偿问题,采用"两步预测"的方法预测给定电流。特别地,针对待补偿电流变化显著的时间区域提出一种电流跟踪误差补偿的方法消除网侧电流的"上凸"和"下凹"的现象。同时,采用电流校正算法抑制采样误差对电流产生的影响。最后,搭建三相APF的实验平台,验证所提出控制方法的有效性。

关键词：有源电力滤波器无差拍控制两步预测延时补偿电流跟踪误差

内置重复控制器无差拍控制在有源滤波器中的应用

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电工技术学报 2013年第2期28卷 233-238页

作者：周娟秦静王子绩伍小杰中国矿业大学信息与电气工程学院徐州221008

有源滤波器补偿电流跟踪控制要求具备较高的稳态精度和良好的动态性能。本文将无差拍控制和重复控制结合,利用二者优势,实现四桥臂有源滤波器电流环控制。依据四桥臂有源滤波器数学模型,推导了应用于该滤波系统的无差拍控制算法;通过内... 详细信息

有源滤波器补偿电流跟踪控制要求具备较高的稳态精度和良好的动态性能。本文将无差拍控制和重复控制结合,利用二者优势,实现四桥臂有源滤波器电流环控制。依据四桥臂有源滤波器数学模型,推导了应用于该滤波系统的无差拍控制算法;通过内置重复控制器,改善无差拍控制的缺陷,消除周期性稳态误差,通过设置低通滤波器及补偿器改善系统的稳定性;分析了各环节的设计方法。在四桥臂有源电力滤波器实验平台上对所提控制策略进行了实验验证,滤波后三相电源电流畸变率分别由16.9%、26.7%、27%降至2.7%、2.7%、2.8%,中线电流有效值由1.58A降至0.17A。该结果表明,本文提出的内置重复控制的无差拍控制策略有效地抑制了谐波,较好地解决了三相不平衡问题,从而证明了此控制策略的有效性。

关键词：有源滤波器四桥臂无差拍控制重复控制

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基于重复观测器的PWM整流器无差拍控制

电工技术学报 2010年第6期25卷 47-54页

作者：高吉磊黄先进林飞郑琼林北京交通大学电气工程学院北京100044

无差拍控制的PWM整流器,其电流稳定性受控制延时以及交流电流采样通道低通滤波器的影响,文中对其影响机理进行了详细的分析,讨论了开环电流预测方法的预测精度及其由误差引起的电网电流畸变问题,提出了采用基于重复控制思想的状态观测... 详细信息

无差拍控制的PWM整流器,其电流稳定性受控制延时以及交流电流采样通道低通滤波器的影响,文中对其影响机理进行了详细的分析,讨论了开环电流预测方法的预测精度及其由误差引起的电网电流畸变问题,提出了采用基于重复控制思想的状态观测器对电网电流进行预测的方法,以达到提高电网电流预测精度的目的。给出了重复观测器的设计方法并对其稳定性进行了分析。实验结果表明,该算法可有效减小电网电流预测的误差,改善PWM整流器无差拍控制的性能。

关键词：无差拍控制 PWM整流器重复控制状态观测器稳定性

外环采用电容储能反馈内环采用改进无差拍控制的PWM整流器的控制方法

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中国电机工程学报 2016年第14期36卷 3899-3908页

作者：姜卫东汪磊赵德勇戴安刚胡杨王永生黄辉合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230009 南京埃斯顿自动化控制技术有限公司江苏省南京市210000

该文首先介绍了三相电压型脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)整流器在三相静止abc坐标系下的数学模型,介绍了一种在两相静止αβ坐标系下基于无差拍控制(deadbeat control,DBC)的PWM整流器的数学模型及其离散化方法。在对给定... 详细信息

该文首先介绍了三相电压型脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)整流器在三相静止abc坐标系下的数学模型,介绍了一种在两相静止αβ坐标系下基于无差拍控制(deadbeat control,DBC)的PWM整流器的数学模型及其离散化方法。在对给定电流进行"两步预测"的基础上提出了电流校正方法,既能解决由于采样和数字处理过程中导致的延时补偿问题,又能降低采样引起的误差。在环路设计中,外环采用基于电容储能为反馈变量的控制方法,并将负载功率估计后进行前馈,提高了外环的抗干扰能力。最后,在实验室搭建了PWM整流器的实验平台,验证了所提出控制方法的可行性。

关键词： PWM整流器无差拍控制电流校正两步预测延时补偿负载功率估计

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一类离散时间切换线性系统的无差拍控制

控制理论与应用 2019年第11期36卷 1844-1849页

作者：原华丽孙振东烟台大学数学与信息科学学院山东烟台264000 中国科学院数学与系统科学研究院系统控制重点实验室北京100190

研究一类带多控制器和多传感器离散时间线性系统的无差拍控制.对能控系统,通过适当的状态坐标变换获得系统矩阵的块三角结构,再设计状态反馈和周期切换策略使得状态反馈矩阵在有限周期内为零,从而保证闭环系统的无差拍稳定.进一步,对能... 详细信息

研究一类带多控制器和多传感器离散时间线性系统的无差拍控制.对能控系统,通过适当的状态坐标变换获得系统矩阵的块三角结构,再设计状态反馈和周期切换策略使得状态反馈矩阵在有限周期内为零,从而保证闭环系统的无差拍稳定.进一步,对能观系统,设计具有有限时间精确估计的动态输出反馈,通过适当的周期切换策略实现闭环系统的无差拍稳定.最后,给出一个例子以验证所提设计方法的有效性.

关键词：切换线性系统无差拍控制能控性能观性反馈镇定

基于离散状态观测器的H桥级联STATCOM无差拍控制

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电力系统自动化 2014年第21期38卷 58-65页

作者：徐榕于泳于雁南杨荣峰徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001 黑龙江科技大学电信学院黑龙江省哈尔滨市150080

H桥级联静止同步补偿器(STATCOM)以其损耗低、响应快速、储能元件体积小和输出电流谐波含量低等优点,成为动态无功补偿装置发展的重要方向。通过对STATCOM工作原理及数学模型的分析,推导出无差拍控制算法。为了提高无差拍控制算法的实时... 详细信息

H桥级联静止同步补偿器(STATCOM)以其损耗低、响应快速、储能元件体积小和输出电流谐波含量低等优点,成为动态无功补偿装置发展的重要方向。通过对STATCOM工作原理及数学模型的分析,推导出无差拍控制算法。为了提高无差拍控制算法的实时性,消除参考电压滞后一拍的影响和抑制STATCOM输出电流的谐波,构造离散状态观测器对系统参考指令电流进行预测。构造离散滑模观测器对STATCOM实际输出电压进行观测,避免了通过直流侧电容电压参考值计算STATCOM实际输出电压的误差。仿真与实验结果表明,该算法可以精确地预测参考指令电流,进而提高了STATCOM无差拍控制的性能。

关键词： H桥级联静止同步补偿器无差拍控制离散状态观测器电流预测离散滑模观测器

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三相四桥臂并网逆变器的无差拍重复控制

电力系统自动化 2018年第18期42卷 142-148页

作者：谭翠兰陈启宏张立炎周克亮武汉理工大学自动化学院湖北省武汉市430070 江汉大学物理与信息工程学院湖北省武汉市430056

为提高三相四桥臂并网逆变器的动、静态特性,采用改进无差拍控制内置重复控制器的复合控制方法对并网电流进行控制。无差拍电流控制能够快速准确地跟踪给定信号,基于内模原理的重复控制通过在基频及其整数倍频处提供高增益可快速消除每... 详细信息

为提高三相四桥臂并网逆变器的动、静态特性,采用改进无差拍控制内置重复控制器的复合控制方法对并网电流进行控制。无差拍电流控制能够快速准确地跟踪给定信号,基于内模原理的重复控制通过在基频及其整数倍频处提供高增益可快速消除每一周期的稳态误差。根据电压型三相四桥臂并网逆变器的数学模型,推导了无差拍控制算法,并分析了无差拍控制中的控制延时对系统稳定性的影响;内置的重复控制器能改善无差拍控制对电感参数敏感的缺陷并降低算法对模型精确度的依赖,从而消除周期性稳态误差,通过对模型传递函数的分析,得到重复控制器的最佳补偿拍数。仿真和实验结果表明,所提出的控制策略能实现对参考电流的快速准确跟踪。

关键词：无差拍控制稳态性能三相四桥臂逆变器内模原理

DFIG三相四开关网侧变流器三重无差拍控制

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风力发电 2023年第2期 12-17页

作者：刘晨河南龙源新能源发展有限公司郑州450000

针对传统双馈风机异步风力发电机(DoublyfedInductionGenerator,DFIG)网侧变流器容错性较低、并网冲击电流大、控制器参数调整复杂与动态响应慢等问题,本文研究一种三相四开关变流器,并提出一种三重无差拍控制策略。三相四开关拓扑相较... 详细信息

针对传统双馈风机异步风力发电机(DoublyfedInductionGenerator,DFIG)网侧变流器容错性较低、并网冲击电流大、控制器参数调整复杂与动态响应慢等问题,本文研究一种三相四开关变流器,并提出一种三重无差拍控制策略。三相四开关拓扑相较于传统的六开关结构减少了开关数量,降低了开关损耗,提高设备容错性。此外,本文重点研究该拓扑的工作原理和数学模型,提出一种三重无差拍控制策略,该控制策略直流侧两电容电压控制器、电流内环控制器皆采用数字无差拍控制,实现了直流侧电容电压平衡,大大提高了系统的动态性能,且参数设计简单、易于工程实现。最后通过PSIM6.0仿真验证其正确性与有效性。

关键词：双馈异步风力发电机网侧变流器三相四开关电容电压平衡无差拍控制

三相六开关PFC整流器的无差拍控制仿真研究

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电气工程 2023年第1期11卷 11-18页

作者：杨洋谢明上海理工大学机械工程学院上海

针对三相六开关PFC (功率因数校正)整流器工作模态多、控制复杂的问题,本文在建立了基于三相静止坐标系和两相旋转坐标系的变换器等效数学模型的基础上,对三相六开关电路提出了基于无差拍控制的电流内环控制和PI控制的电压外环控制的策... 详细信息

针对三相六开关PFC (功率因数校正)整流器工作模态多、控制复杂的问题,本文在建立了基于三相静止坐标系和两相旋转坐标系的变换器等效数学模型的基础上,对三相六开关电路提出了基于无差拍控制的电流内环控制和PI控制的电压外环控制的策略,并进行了控制器设计。采用MATLAB/SIMULINK进行了原理仿真,结果表明在稳态运行及负载突变的情况下,输入电流可以跟随输入电压,实现功率因数校正,验证了上述方案的可行性。

关键词：功率因数校正三相六开关无差拍控制 MATLAB/SIMULINK