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重复控制三相电压型准Z源光伏并网逆变系统

电网技术 2017年第6期41卷 1997-2006页

作者：屈艾文陈道炼福建省新能源发电与电能变换重点实验室(福州大学)

为提高准Z源逆变器的升压能力和并网电流质量,提出了一种采用重复控制的强升压能力的单级三相电压型准Z源光伏并网逆变系统,并对这种逆变系统的电路拓扑、改进的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制策略... 详细信息

为提高准Z源逆变器的升压能力和并网电流质量,提出了一种采用重复控制的强升压能力的单级三相电压型准Z源光伏并网逆变系统,并对这种逆变系统的电路拓扑、改进的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制策略、离散控制系统的稳定性和调制器设计进行了分析。该系统电路拓扑是由大升压比准Z源阻抗网络、三相逆变桥和三相LCL滤波器构成;改进的SVPWM控制策略包括光伏阵列最大功率点跟踪控制和储能电容电压外环、并网电流内环控制,其中并网电流内环采用逆变器侧电流反馈控制策略,且融入了电网电压比例前馈、重复控制和PI串联的嵌入式复合控制来提高并网电流质量。实验结果证实了所提逆变系统电路拓扑、控制策略和系统设计的有效性。

关键词：准Z源逆变系统光伏改进的空间矢量脉宽调制逆变器侧电流反馈重复控制最大功率点跟踪

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重复控制的单相高频隔离PWM整流器

高电压技术 2021年第5期47卷 1704-1711页

作者：朱文杰周克亮汪洋秦臻任聪朱力青岛理工大学信息与控制工程学院青岛266520 武汉理工大学自动化学院武汉430070 国网襄阳供电公司襄阳441000

为解决高频隔离整流器半导体开关电压应力大的问题,并提高并网电流的控制性能,提出一种双向功率流两级高频隔离整流器的调制和控制方法,并对其工作模态和软开关条件进行详尽的分析。该整流器由副边的全桥、高频隔离变压器和原边的周波... 详细信息

为解决高频隔离整流器半导体开关电压应力大的问题,并提高并网电流的控制性能,提出一种双向功率流两级高频隔离整流器的调制和控制方法,并对其工作模态和软开关条件进行详尽的分析。该整流器由副边的全桥、高频隔离变压器和原边的周波变换器构成,并加入钳位电路消除变压器原边的电压过冲和振荡。设计其调制方法,建立其数学模型,并采用复合重复控制的双闭环策略进行输出电压和电网侧电流的高性能控制。周波变换器和钳位电路均实现了零电压开关,副边全桥电路部分实现零电压开关。制作了1 kVA的实验样机,实验结果验证了调制方法和控制策略的有效性。该高频隔离整流器结合了常规单相PWM整流器和高频隔离变换器的特性,其更有输出电压范围更广,双功率流、高功率密度和电网侧电流质量高且功率因数可调节等特点,非常适合电动汽车充电领域。

关键词：有源钳位双功率流 PWM整流器高频隔离重复控制

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LCL并网逆变器改进型重复控制策略

电力系统自动化 2014年第20期38卷 101-107页

作者：张兴汪杨俊余畅舟王付胜赵为倪华合肥工业大学电气与自动化学院安徽省合肥市230009 阳光电源股份有限公司安徽省合肥市230088

对于采用"比例—积分(PI)+重复控制"的LCL并网逆变器控制系统进行了详细分析,并指出其动态性能仍有待进一步改善并且其补偿函数形式复杂,实现困难。结合零相位误差跟踪控制和干扰观测器,提出了一种改进型重复控制策略。一方面,利用零相... 详细信息

对于采用"比例—积分(PI)+重复控制"的LCL并网逆变器控制系统进行了详细分析,并指出其动态性能仍有待进一步改善并且其补偿函数形式复杂,实现困难。结合零相位误差跟踪控制和干扰观测器,提出了一种改进型重复控制策略。一方面,利用零相位误差跟踪控制原理改善了重复控制系统的动态性能并且其补偿函数设计简单;另一方面利用干扰观测器克服了零相位误差跟踪控制参数依赖性强的缺点。最后,仿真和实验表明,与"PI+重复控制"相比较,所提控制策略在保证稳态控制精度的同时能够获得更好的动态性能,并且同样具有鲁棒性强的优点。

关键词：并网逆变器重复控制零相位误差跟踪控制干扰观测器鲁棒性

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重复控制补偿的有源电力滤波器无源控制

电机与控制学报 2013年第7期17卷 87-93页

作者：梁志珊邱银锋魏学良中国石油大学(北京)地球物理与信息工程学院北京102249

针对基于欧拉-拉格朗日(Euler-Lagrange,EL)模型的有源电力滤波器(active power fil-ter,APF)无源控制方法在受到数学模型不精确、系统参数摄动等干扰情况下稳态跟踪精度欠佳的问题,根据APF的基本原理,对基于EL模型的APF无源性控制规律... 详细信息

针对基于欧拉-拉格朗日(Euler-Lagrange,EL)模型的有源电力滤波器(active power fil-ter,APF)无源控制方法在受到数学模型不精确、系统参数摄动等干扰情况下稳态跟踪精度欠佳的问题,根据APF的基本原理,对基于EL模型的APF无源性控制规律进行数学推导表明:依靠系统自然阻尼收敛的APF无源性控制律相当于引入前馈和解耦的开环控制方法;向系统注入阻尼的APF无源控制规律相当于在引入前馈和解耦的开环控制基础上加入了比例反馈控制,因此无法实现对期望平衡点的无静差跟踪和系统中"死区效应"等周期性干扰的抑制。为了提高APF无源控制的稳态跟踪精度,提出利用重复控制补偿的APF无源性控制方案。仿真和实验表明所提方法保留了原方法动态响应速度快等优点的同时提高了系统的稳态跟踪精度和干扰情况下的鲁棒性。

关键词：有源电力滤波器欧拉-拉格朗日模型无源控制比例控制重复控制死区效应

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重复控制在卫星转动部件动量补偿中的应用

电机与控制学报 2012年第5期16卷 97-101页

作者：王磊甘克力葛升民何平李爽哈尔滨工业大学控制科学与工程系黑龙江哈尔滨150001 中国空间技术研究院北京100094

针对卫星转动部件周期运动对姿态控制精确度产生的不利影响,通过补偿飞轮来抵消转动部件运动所引入的干扰。利用重复控制能够高精确度地完成周期信号跟踪或抑制周期性扰动的优点,在原有PID控制器基础上引入重复控制来提高补偿飞轮的角... 详细信息

针对卫星转动部件周期运动对姿态控制精确度产生的不利影响,通过补偿飞轮来抵消转动部件运动所引入的干扰。利用重复控制能够高精确度地完成周期信号跟踪或抑制周期性扰动的优点,在原有PID控制器基础上引入重复控制来提高补偿飞轮的角位置跟踪精确度。同时重复控制还可以抑制转动部件摩擦力矩引起的跟踪误差,进一步改善补偿系统的补偿效果。给出有效载荷的运动特性并依据Karnopp摩擦模型进行摩擦力矩分析。仿真部分给出补偿方案的仿真验证,仿真结果表明引入重复控制对补偿精确度的提高有很大贡献,能够抵消99%的角动量干扰。

关键词：摩擦力矩角动量补偿重复控制卫星姿态控制

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重复控制算法在转台伺服系统中的应用

电机与控制学报 2007年第5期11卷 508-511页

作者：杨松曾鸣苏宝库哈尔滨工业大学控制科学与工程系黑龙江哈尔滨150001

针对转台伺服系统中周期性波动力矩扰动抑制问题,利用重复控制算法能以十分简单的控制器形式高精确度地完成跟踪或抑制周期性参考信号或扰动信号的优点,提出了一种基于扰动观测器的鲁棒学习控制算法。给出了基于扰动观测器的转台伺服系... 详细信息

针对转台伺服系统中周期性波动力矩扰动抑制问题,利用重复控制算法能以十分简单的控制器形式高精确度地完成跟踪或抑制周期性参考信号或扰动信号的优点,提出了一种基于扰动观测器的鲁棒学习控制算法。给出了基于扰动观测器的转台伺服系统结构图,并将重复控算法引入到基于扰动观测器的扰动补偿策略中。L2稳定性定理证明该方法保证了闭环系统的稳定性和对期望信号的渐近跟踪;仿真结果也表明,该方法较传统方法既有效地抑制了系统周期性波动力矩,又提高了系统运动曲线的跟踪性能。

关键词：重复控制转台伺服系统周期性波动力矩跟踪性能

基于重复控制的有源滤波器的三态滞环控制方法

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电工技术学报 2009年第9期24卷 134-139页

作者：唐欣罗安长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410076 湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

针对有源电力滤波器的被控电流为周期变化的正弦量,提出引入重复控制对有源电力滤波器电流进行控制,以减小系统的稳态误差。在此基础上,为提高系统响应速度,将重复控制与滞环控制有机结合,提出了三态滞环控制方法。通过检测电网电压和... 详细信息

针对有源电力滤波器的被控电流为周期变化的正弦量,提出引入重复控制对有源电力滤波器电流进行控制,以减小系统的稳态误差。在此基础上,为提高系统响应速度,将重复控制与滞环控制有机结合,提出了三态滞环控制方法。通过检测电网电压和直流电压的控制直接获得期望的电网电流,简化了检测电路。利用串级控制的思想,对电压环的参数进行设计,为有源滤波器控制器参数设计提供一定的理论指导。该方法的物理意义明确,且算法的复杂度小、实时性强,工程容易实现。实验结果证明了该方法的可行性。

关键词：有源滤波器三态滞环重复控制参数设计动态响应

基于双分数阶快速重复控制的有源电力滤波器电流控制策略

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电工技术学报 2019年第A01期34卷 300-311页

作者：徐群伟吴俊吕文韬马智泉李培国网浙江省电力有限公司电力科学研究院

首先介绍了传统重复控制结构,建立dq坐标系下的快速化改进方法,并分析指出其存在电网频率偏移时的适应性、重复控制快速化改进后周期延时环节点数为非正整数以及低采样频率下相位超前补偿环节难以取到合适的整数阶拍次的难题。为解决上... 详细信息

首先介绍了传统重复控制结构,建立dq坐标系下的快速化改进方法,并分析指出其存在电网频率偏移时的适应性、重复控制快速化改进后周期延时环节点数为非正整数以及低采样频率下相位超前补偿环节难以取到合适的整数阶拍次的难题。为解决上述问题,进一步引入分数思想,提出一种具有频率变化适应性的双分数阶快速重复控制策略。通过将传统内模重塑为有限个阶次相邻、不同权重系数的整数阶内模,得到基于分数阶周期延时环节的新型内模,同时将传统的单个固定拍次相位补偿环节改造为有限个阶次相邻的整数阶超前环节模型并联,实现分数阶超前环节的相位补偿。算法上利用数学上经典的拉格朗日插值法实现双环节分数化,并分析了不同插值点和插值长度对拟合效果的影响。通过两个算例从频率特性角度分析对比了和传统方法的性能差异。最后在搭建的16.5kV A实验样机上验证了所提策略的有效性。

关键词：有源电力滤波器重复控制分数阶拟合相位补偿频率适应性

快速刀具伺服系统位置域重复控制设计及其数字实现

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自动化学报 2024年第7期50卷 1432-1444页

作者：周兰杨秦潘昌忠肖文彬李美柳湖南科技大学信息与电气工程学院湘潭411201

在非圆零件车削过程中,快速刀具伺服(Fast tool servo,FTS)的运动精度直接影响零件的加工质量.主轴变速加工使得FTS的参考目标信号周期时变而不确定,这对实现其渐近跟踪提出了极大的挑战.本文利用FTS的位置域周期特性,提出一种基于位置... 详细信息

在非圆零件车削过程中,快速刀具伺服(Fast tool servo,FTS)的运动精度直接影响零件的加工质量.主轴变速加工使得FTS的参考目标信号周期时变而不确定,这对实现其渐近跟踪提出了极大的挑战.本文利用FTS的位置域周期特性,提出一种基于位置域重复控制和时域速度反馈镇定的FTS系统复合控制设计方法,并给出位置域改进型重复控制器(Spatial modified repetitive controller,SMRC)的数字实现算法,实现对时变周期参考目标信号的高精度跟踪.首先,建立包含位置相关时变周期参考目标信号内模的SMRC,并引入位置域相位超前装置对镇定补偿器引起的相位滞后进行补偿,在此基础上构建复合控制律.然后应用小增益定理和算子理论,推导出控制系统的稳定性条件,在保持系统采样频率不变的条件下,应用插值法建立SMRC的数字实现算法,确保位置域重复控制和时域镇定控制器的同步执行.最后,通过仿真验证所设计的FTS控制系统具有满意的时变周期跟踪性能和鲁棒性,并通过与其他位置域重复控制方法的比较,说明所提方法同时具有更好的暂态和稳态性能.

关键词：快速刀具伺服时变周期信号重复控制位置域数字实现

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