比例谐振控制算法阐明
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基于单相逆变器的比例谐振控制设计李坤; 郑文帅; 马超; 刘春喜【期刊名称】《《电气技术》》【年(卷),期】2019(020)012【总页数】6页(P23-27,45)【关键词】逆变器; 比例谐振控制; 幅频特性; 零稳态误差【作者】李坤; 郑文帅; 马超; 刘春喜【作者单位】辽宁工程技术大学辽宁葫芦岛 125105【正文语种】中文随着近年来可再生能源的发展,如太阳能、风能等,并网发电技术成为研究热点[1-3]。
对于并网系统,精确的电流控制对于有效调节电网和逆变器之间的有功和无功功率至关重要[4-5]。
若要得到理想的效果就需要设计一个性能良好的逆变控制系统,其技术指标包括负载调整率、电源调整率、输出精度、稳态误差、动态响应等[6],良好的控制参数往往也可以很大程度地提高系统的综合性能。
传统的比例积分(proportional-integral, PI)调节也有广泛的应用,为了弥补其固有的缺点,提出了许多改进PI调节策略,譬如模糊PI控制[7],却造成了系统的复杂性和参数的敏感性。
文献[8-9]中采用无差拍电流控制的方法,可以提高控制性能,但是其过于复杂的运算将导致更长的控制延迟。
在旋转坐标系下采用PI控制可消除稳态误差,但该方法多用于三相系统,文献[10-11]针对单相逆变器,提出了采用单相旋转坐标变换的方法,可以有效地减小稳态误差,但是其实现复杂,增加了系统成本。
文献[12]中对比例谐振(proportional resonant, PR)控制原理进行分析,阐述了 PR控制能够在谐振频率处提供无穷大的增益,因而对谐振频率处的电流信号实现无静差跟踪,并且易于实现,可有效降低系统成本。
因此,本文以 PR控制为基础,通过对系统开环幅频特性的分析并结合系统稳定裕度和稳态误差的要求,求得了高基频增益、大稳定裕度和强鲁棒性的 PR控制器参数。
该方法综合考虑逆变器控制中的脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM)和采样延迟影响,在此基础上给出了 PR控制器参数的具体设计方法。
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。
模糊比例谐振控制法在光伏发电MPPT中的应用杨旭红;王毅舟;李浩然;何超杰;王创典【摘要】光伏发电最大功率点跟踪(MPPT)的策略多种多样,其中传统的定步长扰动观察法已经得到了广泛的应用.但由于其稳定性较差且寻找到最大功率点时间较长,难以取得预期效果.比例谐振控制对于外界环境的变化具有较强的抗干扰能力和较好的稳定性.在传统的变步长扰动观察法的基础上加入了比例谐振控制,通过Matlab/Simulink建模验证了该种方法的可行性,并与传统定步长方法、变步长扰动观察法和比例积分控制法比较,该方法具有较高的跟踪速度和良好的稳定性.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2016(046)008【总页数】5页(P66-70)【关键词】光伏发电;最大功率追踪;模糊比例谐振控制【作者】杨旭红;王毅舟;李浩然;何超杰;王创典【作者单位】上海电力学院自动化学院上海市电站自动化重点实验室,上海200090;上海电力学院自动化学院上海市电站自动化重点实验室,上海200090;上海电力学院自动化学院上海市电站自动化重点实验室,上海200090;上海电力学院自动化学院上海市电站自动化重点实验室,上海200090;上海电力学院自动化学院上海市电站自动化重点实验室,上海200090【正文语种】中文【中图分类】TM615目前能源短缺问题十分严重,太阳能的有效利用可以很好地缓解能源短缺的情况。
但是光伏发电系统的输出功率会随着光照强度和温度的变化发生重大改变,如何使系统时时工作在最大功率点显得尤为重要。
传统的MPPT算法有恒定电压法、扰动观察法、电导增量法[1]和自适应算法等。
恒定电压法是根据最大功率点的电压和开路电压之间存在的线性关系,先通过测出开路电压,然后计算出预想的最大功率点处电压,通过不断的重复采样、计算和调节电路,最终实现对最大功率点的跟踪。
扰动观察法通过输出电压或电流来观察输出功率的变化情况,根据其趋势来判断扰动方向的正确性,以实现追踪到最大功率点的目的。
航空永磁电驱动系统比例谐振型自抗扰速度控制器设计作者:陈哲陈沛阳滕国飞李金程骆光照来源:《航空科学技术》2023年第12期摘要:襟缝翼机电作动器是飞机高升力系统中的关键运动部件,其速度控制对襟缝翼的姿态调节十分重要。
然而,襟缝翼机电作动器易受到翼面周期性或非周期性气动载荷干扰,传统的比例积分型速度控制器性能实现受限。
为此,本文提出一种基于比例谐振自抗扰控制器(ADRC),在抑制非周期性干扰基础上还可抑制特定次周期性干扰。
周期性干扰通过采用比例谐振控制的扩展状态观测器来估计。
通过试验,比较了比例积分型控制器、传统线性自抗扰控制器和比例谐振型自抗扰控制器的控制性能,验证了本文所提出的方法可以显著抑制干扰、提高机电作动器的速度控制精度,为飞机平稳起降提供技术支撑。
关键词:机电作动器;永磁同步电机;速度控制器;周期性干扰;比例谐振中图分类号:TM34 文献标识码:A DOI:10.19452/j.issn1007-5453.2023.12.008基金项目:航空科学基金(201919053002)随着全电/多电飞机的快速发展,高功率密度机电作动器(EMA)在飞机飞行控制系统中得到了极大的推广,其大多采用具有高功率密度和高效率的永磁同步电机(PMSM)[1-3]。
在飞机高升系统的襟缝翼EMA中,需要加、减速度快和速度控制精度高[4]。
襟缝翼翼面在飞行中的气弹性载荷表现为周期性扭矩载荷[5],对PMSM驱动器的速度控制精度产生很大影响。
根据文献[6]、文献[7]中的分析,气动载荷或颤振的频率范围为25~250rad/s,并高度依赖其翼型的几何设计和材料特性。
因此,设计出一种抗干扰能力强的速度控制器对提升航空EMA性能具有重要意义。
现有的比例积分微分(PID)速度控制器在周期性负载扰动存在时控制性能受限。
为了设计一种更具抗周期干扰能力的速度控制器,许多学者尝试采用基于模型的控制策略,如模型预测控制[8]和内部模式控制[9],以及无模型速度控制策略,如重复控制(RC)[10]和迭代学习控制(ILC)[11]。
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。
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。
第14卷 第4期2010年4月 电 机 与 控 制 学 报ELE CTR IC M ACH I NE S AND CONTRO LVo l 14N o 4Apr.2010三相光伏并网Z-源逆变器的比例谐振控制王继东, 朱雪玲, 苏海滨, 王玲花(华北水利水电学院电力学院,河南郑州450011)摘 要:将具有独特的X型网络的Z 源逆变器应用于光伏并网系统,利用逆变器桥臂直通状态实现直流侧升压。
对Z 源逆变器的拓扑结构和工作原理进行了详细的分析;根据电网电压定向的控制策略结合比例谐振控制器,利用改进的空间矢量脉宽调制方法实现了逆变器并网控制,使Z 源光伏并网系统能够动态跟踪光伏电池最大功率点电压,输出电流和电网电压相位,实现单位功率因数运行和电流波形正弦化。
仿真结果表明系统具有良好的静态和动态性能,验证了采用的系统结构和控制策略的有效性和可行性。
关键词:光伏发电;Z 源逆变器;并网;电网电压定向;比例谐振控制器;空间矢量脉宽调制;最大功率点跟踪中图分类号:TM464文献标志码:A文章编号:1007-449X(2010)04-0086-06Proporti onal resonant control for Z source i nverterin t hree phase PV gri d connected s yste mWANG Ji dong, Z HU Xue li n g, S U H ai b i n, WANG L ing hua (Co llege o f E lectr i ca l Eng i neer i ng,N orth Chi na U niversity ofW ate r Conse rvancy and E lectr i c Pow er,Zhengzhou450011,Chi na)Abst ract:I n th is paper,the Z source i n verter wh ich has a unique X type Z source net w ork is is applied i n three phase pho tovo lta ic(PV)gr i d connected syste m.The Z source i n verter can utilize the shoot t h rough state that si m u ltaneously tur ns on bo th po w er s w itches i n a leg to boost a DC li n k vo ltage.The c ircu it to pology and basic pri n ciples of the Z source inverter w ere descri b ed i n detail.The g ri d vo ltage oriented contro l is co m b i n ed w ith a modified space vector pulse w i d th m odu l a ti o n and pr oportional resonant(PR) contro llersm ade the Z source i n verter generate a si n uso i d al AC current in phase w ith gri d voltage.P V generati o n syste m can track t h e m ax i m u m po w er po i n t of the PV array and transfor m po w er to the utility gri d w ith a un ity po w er factor si m ultaneousl y.To verify the effecti v eness of the ana l y zed c ircuitm ode l and m odifi e d space vector P WM technique,si m ulation resu lts sho w the PV generation syste m,w ith proposed contro l strategy,processes good steady and dyna m ic perfor m ance.K ey w ords:photovo lta ic generati o n;Z source i n verter;gri d connected;g ri d vo ltage oriented;propor ti o na l resonant contr o llers;space vecto r pu lse w idt h m odu lation;m ax i m um po w er po int tracking收稿日期:2009-12-01基金项目:河南省科技攻关项目(0524260049);河南省教育厅自然科学研究计划项目(2008B47003)作者简介:王继东(1969 ),男,硕士,副教授,研究方向为新能源发电与并网技术;朱雪玲(1966 ),女,硕士,副教授,研究方向新能源发电与并网技术;苏海滨(1964 ),男,博士,教授,研究方向为电力电子技术与智能控制;王玲花(1965 ),女,博士,教授,研究方向为电力生产过程控制、仿真与故障诊断。
可再生能源Renewable Energy Resources第32卷第2期2014年2月Vol.32No.2Feb.2014收稿日期:2013-11-12。
基金项目:国家863计划项目(2012AA050201);广东省战略性新兴产业核心技术攻关项目(2012A032300001);工业产品环境适应性国家重点实验室开放课题。
作者简介:胡巨(1979-),男,高级工程师,研究方向为电网自动化及智能电网技术。
E-mail :hufreedom@三相光伏并网逆变器准比例谐振控制器设计胡巨1,赵兵1,王俊2,杨苹3,尹旭3(1.广东电网公司电力科学研究院,广东省智能电网新技术企业重点实验室,广东广州510640;2.工业产品环境适应性国家重点实验室,广东广州510663;3.华南理工大学电力学院,广东广州510640)摘要:近年来,光伏并网逆变器的电流控制技术成为研究热点,文章针对传统电流控制技术的不足之处,将准比例谐振控制引入到光伏并网逆变器的电流控制中,利用其在谐振频率处增益无穷大和较大带宽的特点,消除稳态误差,提高抗干扰能力。
仿真结果表明,设计的准比例谐振控制器能实现三相光伏并网逆变器的电流无误差跟踪,具备抗电网干扰能力,具有较好的动、稳态性能。
关键词:光伏;逆变器;准比例谐振中图分类号:TK6;TQ546文献标志码:A文章编号:1671-5292(2014)02-0152-060引言太阳能光伏发电是最有希望成为未来替代能源的一种发电方式,近年来世界市场保持高速平稳增长,其光伏并网关键技术一直是科研人员的研究热点,其中逆变器作为光伏阵列与电网的接口装置而备受关注。
由于逆变器通过并网点直接与电网相连,其输出电压完全被电网钳住,因此一般光伏逆变器采用电流并网的控制方案,通过控制逆变器的输出电流与电网电压同相位,实现光伏发电系统的单位功率因数并网,从而向电网输送电能[1]~[4]。
国内、外学者对三相并网逆变器的电流控制技术已进行了大量的研究,主要包括滞环比较控制、无差拍控制、重复控制、PI 控制和比例谐振控制等。