比例谐振控制算法分析(1)
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比例谐振控制在永磁同步电机调速中的应用研究1. 引言1.1 研究背景永磁同步电机是一种应用广泛、性能优越的电机类型,广泛应用于工业生产中的众多领域,如风力发电、汽车电动化等。
随着电气化技术的不断发展,永磁同步电机调速技术也日益成熟。
随着电力需求的不断增长和对电机性能要求的提高,需要更加高效的控制方法来实现永磁同步电机的精密调速。
目前对比例谐振控制在永磁同步电机调速中的应用研究还比较有限,需要进一步深入探讨。
本研究旨在通过分析比例谐振控制的原理和方法,探讨其在永磁同步电机调速中的应用,为提升永磁同步电机的控制性能和应用前景提供理论支持和实验数据。
1.2 研究目的本研究的主要目的是探究比例谐振控制在永磁同步电机调速中的具体应用效果,并对其在电机控制领域中的潜在价值进行分析。
通过对比例谐振控制原理及方法的深入研究,结合永磁同步电机调速技术的现状,希望能够验证比例谐振控制在提高永磁同步电机性能和效率方面的有效性,并探讨其在实际应用中可能遇到的挑战和问题。
本研究也旨在为永磁同步电机调速技术的进一步发展提供新的思路和方法,为提高电机系统的稳定性和效率提供技术支持和参考。
通过实验设计和结果分析,将为比例谐振控制在永磁同步电机调速中的应用提供实际数据支持,验证其在实际工程中的可行性和效果,为电机控制领域的研究和发展做出贡献。
1.3 研究意义研究比例谐振控制在永磁同步电机调速中的应用可以提高永磁同步电机的性能指标,如提高调速精度、降低谐波扭矩、减小振动等。
这对于提高永磁同步电机的工作效率和负载能力具有重要意义。
研究比例谐振控制在永磁同步电机调速中的应用可以为工程实践提供技术支持和参考。
通过实验设计和结果分析,可以验证比例谐振控制在永磁同步电机调速中的有效性,为工程应用提供重要参考。
2. 正文2.1 永磁同步电机调速技术及现状永磁同步电机调速技术是现代电力传动领域的重要技术之一,其具有高效率、高功率因数、高控制精度等优点,得到了广泛的应用。
矩阵变换器输出电流比例谐振控制研究1.引言:介绍矩阵变换器和其在电力转换中的应用,介绍谐振控制的目的,说明文章研究的重要性和意义。
2.矩阵变换器的谐振控制理论:介绍矩阵变换器的结构和原理,介绍其在谐振控制中的应用,探讨谐振控制理论及电流比例谐振控制的原理。
3.模型及仿真:建立矩阵变换器的数学模型,利用Matlab/Simulink进行仿真,地面系统平台进行实验验证。
利用电流比例控制方法实现谐振控制。
4.实验及分析:从实验数据中提取必要的参数,对比实验结果和仿真结果,分析实验数据,探究电流比例控制谐振控制在矩阵变换器中的应用,分析问题所在,提出改进方案。
5.总结及展望:总结全文,归纳本文研究内容、方法和结论,指出本文的不足之处及未来研究的可能方向。
随着电力系统的发展和新能源的普及,矩阵变换器作为一种新型的电力转换器件,在电力转换领域得到了广泛的应用。
与传统的单相桥等电压变换器相比,矩阵变换器具有功率密度高、功率因数高、体积小等优点。
然而,在矩阵变换器的运行过程中,由于其独特的结构和工作方式,容易出现谐振现象,导致设备的损坏和系统的不稳定。
因此,如何有效地控制谐振问题已成为矩阵变换器研究领域的一个热点问题。
谐振问题在电力转换器中一直存在,如何解决问题成为了研究领域的重要任务。
利用谐振控制的技术可以有效地解决矩阵变换器的谐振问题。
谐振控制可以通过对谐振频率和振幅的监测来实现,通过改变控制系统的参数实现控制。
这种方法可以使系统更加灵活、稳定和可靠。
本文将针对矩阵变换器的谐振问题进行研究,通过分析控制系统的结构和控制策略,进一步研究电流比例谐振控制方法在矩阵变换器中的应用。
文章的研究意义在于为解决矩阵变换器谐振问题提供了一种全新的思路和方法,同时能够提升谐振控制能力。
本研究的目的在于寻找一种合适的电流比例谐振控制方案,并通过模拟实验和模型验证研究效果。
本章节主要对研究主题进行综合介绍。
第一节将详细介绍矩阵变换器和其在电力转换中的应用,包括其优点和缺点以及目前存在的问题。
∙在rlc电路中。
当电路的阻抗z(jw)的虚部为0时,此时z(jw)=r在频率w下最小。
此时电流i=u/|z|最大,此时可将频率为w的电流选出。
反之y=g往掉该频率,这是它们的关键点选频电路:利用lc串联电路。
和lc并联电路的谐振办到的,当w=1/√(lc)。
即f=1/2π√(lc)时,lc串联电路z=r发生谐振。
lc相当于短路。
谐振是什么意思可将频率为w的电流选出当w=1/√(lc),即f=1/2π√(lc)时。
lc并联电路z=g+j(wc-1/wl)的虚部为0,即j(wc-1/wl)=0。
此时导纳g 最小,即阻抗z最大。
lc并联电路相当于开路,可将频率为w的电流往掉,选频电路就就是lc的串并联用上面的关系达到选频的。
谐振电路振荡电路:就是有rlc 或电源的电路。
其中只有lc的串联电路w=1/√(lc),谐振电路:应该就是串联谐振和并联谐振吧。
滤波电路:应该跟选频电路差未几吧,串联谐振和并联谐振的区别:上面有讲到。
lc串联电路中z(jw)=r+j(wl-1/wc),lc并联电路中导纳y=g+j(wc-1/wl)。
所以w=1/√(lc),即f=1/2π√(lc)时前者电流最大。
被选出,后者电流最小。
被过滤,我只是大学生的啦知识有限。
不知对你有不有用,对了 w是指频率。
j是虚部符号,其他符号都有注明。
呵呵怕你的版本跟我的不一样∙谐振即物理的简谐振动,物体在跟偏离平衡位置的位移成正比。
且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动,其动力学方程式是f=-kx。
谐振是什么∙谐振的现象是电流增大和电压减小,越接近谐振中心。
电流表电压表功率表转动变化快,但是和短路得区别是不会出现零序量,∙在物理学里。
有一个概念叫共振:当策动力的频率和系统的固有频率相等时,系统受迫振动的振幅最大。
这种现象叫共振。
谐振器电路里的谐振实在也是这个意思:当电路的激励的频率即是电路的固有频率时,电路的电磁振荡的振幅也将达到峰值,实际上。
第45卷第6期2011年6月电力电子技术PowerElectronicsV01.45,No.6June2011带LC滤波的三相逆变器的比例谐振控制李永坚,黄绍平(湖南工程学院,电气信息学院,湖南湘潭411104)摘要:针对带LC输出滤波器的三相电压型逆变器,提出一种新的无电流传感器比例谐振(PR)控制策略,仅需检测输出滤波电容电压。
无需检测其电流。
相比于同步旋转坐标系的PR控制器,提出的PR控制器基于静止坐标系.无需进行复杂的坐标变换,减少了计算量,能对正序与负序电流进行统一调节。
仿真和实验结果表明,该控制策略具有良好的动静态性能,可实现正弦交流指令的零稳态误差控制,利用其谐振控制器的特性对特定次谐波进行补偿.在逆变器带平衡负载和不平衡非线性负载时都能适用。
关键词:逆变器;比例谐振控制;滤波中图分类号:TM464文献标识码:A文章编号:1000一lOOX(2011)06—0076—03Proportinal.resonantControlforThree-phaseInverterwithLCFiltersLIYong-jian,HUANGShao・ping(HunanInstituteofEngineering,Xiangtan411104,China)Abstract:Anovelcurrentsensor]essproportional・resonant(PR)controlschemeforthree・phaseinverterwithLCout—putfiltersispresented.Theproposedcontrolschemewithuseofcurrentsensorlessonlyrequiesvoltagemeasuredacrosscapacityinsteadofcurrentmeasured.ComparedwithPRcontrollerinsynchronousframe,theproposedPRcon—trollerisimplementedinstationaryframewithoutcomplexreferenceframetransforms,itisabletoadjustpositiveandnegativesequencecomponentsoftheoutputcurrentsimultaneously.Simulationandexperimentalresultsshowthatthecontrolschemehasgooddynamicandstaticperformances,theproposedschemecarlachievezerosteady—stateerrorforsinusoidalreferencecommand,specificharmonicscanbecompensatedbyuseoftheresonantcharacteristicsofthecontroller,thecontrolledinvertercanoperatewellinblanceloadsornonlinearunbalanceloads.Keywords:inverter;proportinal—resonantcontrol;tiltingFoundationProject:SupportedbyScienceandTechnologyPlanningFundofHunanProvince(No.2010GK3100);CollegesandUniversitiesOpenInnovationPlatformFundofHunanProvince(No.2009K100)1引言逆变器按输出波形可分为正弦波逆变器与方波逆变器.前者在实际中应用较多。
利用pid求谐振频率的方法(原创实用版3篇)《利用pid求谐振频率的方法》篇1PID 控制器是一种常用的控制器设计方法,可以用于控制各种系统,包括谐振系统。
在谐振系统中,PID 控制器可以用来调整系统的谐振频率,以实现所需的控制目标。
以下是利用PID 控制器求谐振频率的一般步骤:1. 确定谐振系统的参数:确定谐振系统的质量、刚度、阻尼等参数。
这些参数可以通过实验或理论计算得到。
2. 设计PID 控制器:根据系统的参数和控制目标,设计PID 控制器的增益和时间常数。
PID 控制器的增益和时间常数可以通过实验或Ziegler-Nichols 方法等方法进行调整。
3. 调整谐振频率:通过调整PID 控制器的增益和时间常数,调整谐振系统的谐振频率。
具体来说,可以通过增加或减小控制器增益来调整谐振频率,或者通过增加或减小控制器时间常数来调整谐振频率。
4. 验证控制效果:通过实验或仿真验证PID 控制器的控制效果,确保控制目标得到满足。
在实际应用中,谐振系统的参数和控制目标可能会发生变化,因此需要对PID 控制器进行调整以保持控制效果。
《利用pid求谐振频率的方法》篇2PID(Proportional-Integral-Derivative,比例-积分-微分)控制是一种常用的控制算法,它在许多领域,如机械、化工、航空等都有广泛的应用。
在电子电路中,PID 控制可以用于谐振频率的测量和调节。
利用PID 求谐振频率的方法主要包括以下几个步骤:1. 搭建实验电路:设计一个包含谐振器的电路,并将其连接到示波器和PID 控制器上。
通过示波器观察谐振器的振荡波形,从而获取有关谐振频率的信息。
2. 确定PID 参数:根据电路的特性和实际需求,设置PID 控制器的参数。
比例(P)term 决定控制器的输出与误差之间的比例关系;积分(I)term 用于处理系统的累积误差,以消除稳态误差;微分(D)term 用于处理误差的高频分量,以抑制谐振器的振幅波动。
一、主动控制简介1.概念:结构主动控制需要实时测量结构反应或环境干扰,采用现代控制理论的主动控制算法在精确的结构模型基础上运算和决策最优控制力,最后作动器在很大的外部能量输入下实现最优控制力。
2.特点:主动控制需要实时测量结构反应或环境干扰,是一种需要额外能量的控制技术,它与被动控制的根本区别是有无额外能量的消耗。
3.优缺点:主动控制具有提高建筑物的抵抗不确定性地面运动,减少输入的干扰力,以及在地震时候自动地调整结构动力特征等能力,特别是在处理结构的风振反应具有良好的控制效果,与被动控制相比,主动控制具有更好的控制效果。
但是,主动控制实际应用价格昂贵,在实际应用过程中也会存与其它控制理论相同的问题,控制技术复杂、造价昂贵、维护要求高。
4.组成:传感器、控制器、作动器5.工作方式:开环、闭环、开闭环。
二、简单回顾主动控制的应用与MATLAB应用1.主动变刚度AVS控制装置工作原理:首先将结构的反应反馈至控制器,控制器按照事先设定好的控制算法并结合结构的响应,判断装置的刚度状态,然后将控制信号发送至电液伺服阀以操纵其开关状态,实现不同的变刚度状态。
锁定状态(ON):电液伺服阀阀门关闭,双出杆活塞与液压缸之间没有相对位移,斜撑的相对变形与结构层变形相同,此时结构附加一个刚度;打开状态(OFF):电液伺服阀阀门打开,双出杆活塞与液压缸之间有相对位移,液压缸的压力差使得液体发生流动,此过程中产生粘滞阻尼,此时结构附加一个阻尼。
示意图如下:2. 主动变阻尼AVD控制装置工作原理:变孔径阻尼器以传统的液压流体阻尼器为基础,利用控制阀的开孔率调整粘性油对活塞的运动阻力,并将这种阻力通过活塞传递给结构,从而实现为结构提供阻尼的目的。
关闭状态(ON):开孔率一定,液体的流动速度受限,流动速度越小,产生的粘滞阻尼力越大,开孔率最小时,提供最大阻尼力,此时成为ON状态;打开状态(OFF):控制阀完全打开,由于液体的粘滞性可提供最小阻尼力。
永磁无刷直流电机的比例谐振控制朱明祥;王鑫;孙红艳;慈文彦;姚伟星【摘要】针对永磁无刷直流电机(BLDCM)在运行过程中系统定子电流振荡和输出转矩抖动等问题,提出了一种基于比例谐振(PR)控制的无刷直流电机调速方案.该方案使用比例谐振控制器代替电流闭环控制中的PI控制器,利用比例谐振控制器在谐振频率处开环增益无穷大来抑制系统周期性干扰带来的不利影响,以此有效地削弱定子电流高次谐波的干扰并抑制定子电流振荡,从而提高控制系统的整体性能.Matlab仿真结果表明,基于比例谐振控制的永磁无刷直流电机调速方案有效地抑制了电机定子电流的振荡以及带负载时稳态输出转矩的抖动现象.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2019(049)007【总页数】6页(P14-19)【关键词】永磁无刷直流电机;比例谐振控制;谐振频率;电流闭环【作者】朱明祥;王鑫;孙红艳;慈文彦;姚伟星【作者单位】南京师范大学泰州学院电力工程学院,江苏泰州 225300;江苏理工学院机械工程学院,江苏常州 213001;南京师范大学泰州学院电力工程学院,江苏泰州 225300;南京师范大学泰州学院电力工程学院,江苏泰州 225300;南京师范大学泰州学院电力工程学院,江苏泰州 225300【正文语种】中文【中图分类】TM301.2永磁无刷直流电机(BLDCM)因其结构简单、运行可靠、功率因数高、调速性能和机械特性好等特点,被广泛应用于国防、航空航天、家用电器等各个领域[1]。
由于BLDCM是以自控方式运行,所以重载启动时无需另加启动绕组,同时负载突变时不会出现振荡和失步等问题。
理想的永磁BLDCM反电势为120°平顶的梯形波,输入方波电流后可产生恒定转矩。
由于电机在设计方面以及制造上的原因,实际的BLDCM反电势波形不是规则的梯形波,同样也不是正弦波,其转矩系数随转子位置角的变化而改变,通以方波电流时会产生低频转矩脉动;此外,BLDCM一般采用两相导通模式进行控制,换相时由于电流上升率和下降率不等,存在换相转矩脉动[2];同时,本文使用的SVPWM调制方式会产生高次谐波,引起电压、电流畸变,进而影响电机调速的整体性能。
单相PWM整流器比例谐振控制与前馈补偿控制李立;赵葵银;徐昕远;朱建林【摘要】提出了单相PWM整流器比例-谐振控制(PR)与无延迟前馈补偿控制的策略.系统由比例-谐振控制器、快速的相角估计器和无延迟前馈补偿器组成.与传统的PI控制器和多频率比例-谐振电流控制器相比,该比例谐振控制器结构简单,能显著减少控制延迟时间.通过理论分析,提出的用电网电压和电流的估计值与单步预测值来实现的无延迟前馈补偿器,可避免因延时引起的不良影响、测量噪音及补偿过程中产生的电网电压谐波分量.仿真分析与实验结果验证了系统具有较好的稳态性能和更好的抗扰性能.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2010(038)009【总页数】6页(P75-79,95)【关键词】PWM整流器;比例-谐振控制;前馈补偿器;相角估计器;延迟时间【作者】李立;赵葵银;徐昕远;朱建林【作者单位】湖南工程学院电气信息学院,湖南,湘潭,411101;湖南工程学院电气信息学院,湖南,湘潭,411101;湖南省电力公司长沙电业局,湖南,长沙,410015;湘潭大学,湖南,湘潭,411105【正文语种】中文【中图分类】TM770 引言PWM 整流器具有输入电压电流同相位、可实现单位功率因数、可四象限运行等诸多优点,因而具有广泛的应用前景[1-3]。
目前常用的电流控制方法有PI、滞环控制。
PI控制具有算法简单和可靠性高的特点,且常规的PI控制只能消除直流参考信号的稳态误差,对给定值中的交流分量难以进行无差跟踪[4-8]。
滞环控制具有电路简单、动态响应快的特点,但是开关频率、损耗及控制精度受滞环宽度的影响[4]。
对交流信号而言,比例谐振控制在基波频率处增益无穷大,可以实现系统零稳态误差[7,9]。
本文利用比例谐振控制算法能够在静止坐标系下对交流信号进行无静差调节的优势[10],并考虑比例-谐振(Proportional-resonant -PR)控制算法虽然控制精度很高,但实时性却不够[11],提出一种新的单相PWM整流器的PR控制策略。
比例谐振控制算法分析目录0 前言 ..............................................................................................................................................1 PR控制器.....................................................................................................................................2 准PR控制器...............................................................................................................................3 准PR控制器的参数设置..........................................................................................................3.1 ωc=0, KR变化..............................................................................................................3.2 ωc变化, KR=1..............................................................................................................4 准PR控制器的离散化..............................................................................................................附录A 数字滤波器设计................................................................................................................A.1 脉冲响应不变法 .............................................................................................................A.2 双线性变换法..................................................................................................................附录B 双线性变换法原理............................................................................................................B.1 连续时间系统H(s)的最基本环节................................................................................B.2 积分的数值计算与离散一阶系统 ................................................................................B.3 连续时间一阶环节的离散实现.....................................................................................B.4 高阶连续时间系统的离散实现.....................................................................................0 前言在整流器和双馈发电机的矢量控制系统中广泛地采用了坐标变换技术,将三相静止坐标系下的电流电压等正弦量转化为同步旋转坐标系下的直流量,这一方面是为了简化系统的模型,实现有功功率和和无功功率的解耦,另一方面是因为PI控制器无法对正弦量实现无静差控制。
基于准比例谐振的光伏微电网谐波控制方法摘要:近年来,我国的各行各业建设的发展迅速,随着电力电子技术的发展,光伏微电网技术得到快速发展,但非线性负荷等引起谐波对电能质量的影响受到广泛关注。
利用电力有源滤波原理,引入准比例谐振控制方法并进行优化,应用于LCL滤波输出的光伏微电网。
仿真结果表明:提出的方法能够有效抑制谐波,提高电能质量和稳定系统,可实现对系统电能输出需求的快速响应。
关键词:准比例谐振;光伏微电网;谐波控制方法引言随着科学技术的进步与时代趋势的发展,对电网运行稳定性的要求日渐提升,微电网应运而生。
针对光伏微电网中储能系统平抑功率波动的控制策略研究,国内外学者做了大量工作。
在储能系统平抑光伏微电网波动功率的过程中,因各部分储能单元充放电特性不同而引起的波动功率分配问题较为突出。
1光伏智能微电网简介1.1智能微电网概念智能微电网包含由分布式电源(风能、光能、水能等清洁能源发电)、储能装置、能量转换装置(含双向变流器等)、用电负荷、监控系统和保护装置等构成的一种小型集发配输用功能为一体的电力系统。
智能微电网既和带有负荷的分布式发电系统的有本质性区别,主要表现为其可以高效利用智能电网内不同种类能源,减少供电系统整体投入,优化资源配置,同时可以实现并网与独立运行之间的无缝切换能力,还具相应的黑启动功能。
在接入配电网运行中,因其自生具备发电能力、电能储能功能和众多负荷单元它既可以作为一个“虚拟”供电的电源又可以作为用电负荷。
1.2分布式光伏智能微电网分布式光伏智能微电网是将光伏发电模块作为智能微电网中的分布式电源,在有充足太阳能的情况下,将阳光中蕴含的能量转化为电能,通过自身调控,在控制中心的调配下,将一部分电能直接供给用户侧负载使用,一部分电能以蓄电池作为介质进行存储,富余电量通过上网供给电网。
在因无太阳能和太阳能资源不足或负载过大的情况下,光伏发电不足以提供充足电能的情况下,系统将优先从蓄电池输出电能供用户侧使用,或者从电网上输配送电。
1引言在三相逆变器输出隔离变压器系统中,三相变压器的励磁电流中含有丰富的不对称谐波成分,其中以5次最为严重,3次和7次次之。
谐波电流会导致输出电压波形畸变,所以需要对谐波电流引起的电压低次谐波进行补偿。
经研究,逆变器输出电压谐波补偿的策略主要有两种,一是增加各次谐波电压外环,直接控制逆变器的输出电压谐波为零;另外一种是增加滤波电容电流的谐波控制环,直接控制电容电流的谐波为零。
其中后一种控制策略的响应速度更快,效果更好。
2比例谐振控制比例谐振控制(PR 控制)建立在PI 控制理论基础上,目的是为消除PI 控制存在的稳态误差,最早由日本学者Sato 等提出。
PR 控制在PI 控制基础上增加了无损谐振环节,在谐振频率处使控制器的增益无穷大,从而达到消除系统稳态误差的目的。
引入的无损谐振环节导致控制系统存在两个极点,使系统回路增益的相角裕度减小,进而导致系统不稳定,所以Holmes 等在控制器中加入了另外一个零点,解决了这一问题。
PR 控制不仅能在谐振频率处得到无穷大的增益,实现无静差跟踪,还可以针对特定次数的谐波对控制器进行配置,达到消除特定次数谐波的目的。
仿真和实验证明它不仅能消除系统的静态误差,实现逆变电源的输出电压能够良好追踪参考正弦,而且对非线性负载的适应能力强,动态响应速度快,输出电压谐波总畸变率(THD)小,输出电压精度高[1]。
静止坐标下的交流控制器可等效为旋转坐标下的直流调节器,即PR 控制器。
在静止坐标系下,PR 控制器可直接对误差信号进行补偿,消除稳态误差。
相比旋转坐标控制不通过坐标变换即可直接使用,减小了计算量,更具有灵活性。
静止坐标系下的PR 控制器已被证明可以获得与同步旋转坐标系下控制器相同的稳态和瞬态调节特性,但却无需坐标旋转变换,因而更容易数字化实现。
三相系统经3/2变换为两个完全解耦的单相系统,按照单相逆变器的设计方法进行设计,其中不对称因素已隐含其中。
图1为控制框图,其中电流内环的基波谐振控制可以省略。