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题名一种九电平整流器的分数阶滑模控制
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作者
朱艺锋
贾小磊
周飞杉
张紫阳
李岩
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机构
河南理工大学电气工程与自动化学院
河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室
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出处
《电机与控制学报》
CSCD
北大核心
2024年第11期160-171,共12页
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基金
国家自然科学基金(U1804143)
河南省科技攻关项目(232102240095,222102240027)
河南省高校基本科研业务费专项资金(NSFRF230638)。
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文摘
以含耦合电感的单相九电平整流器为研究对象,首先,在分析整流器九电平产生机理及其电容电压自均衡原理的基础上建立其数学模型。其次,针对传统整数阶滑模控制(IOSMC)存在的响应速度慢、启动超调大等问题,提出一种可实现快速收敛的分数阶滑模控制(FOSMC)策略,在滑模控制中引入分数阶微积分,通过分数阶微积分算子增加的自由度改善控制系统的动态性能和收敛过程。最后,采用Lyapunov理论证明分数阶滑模控制系统的稳定性和收敛性,并就整数阶滑模和分数阶滑模的系统收敛速度的差异性进行理论分析。仿真和实验结果表明所提分数阶滑模控制与传统整数阶滑模控制相比,具有系统收敛速度快、控制时间短、鲁棒性强的优点。
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关键词
九电平整流器
电容电压自均衡
分数阶微积分
分数阶滑模控制
参数整定
收敛速度
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Keywords
nine-level rectifier
capacitor voltage self-equalization
fractional calculus
fractional sliding mode control
parameter tuning
convergence speed
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分类号
TM461
[电气工程—电器]
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题名混合级联单相九电平整流器及其控制策略
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作者
朱艺锋
周飞杉
贾小磊
张紫阳
李岩
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机构
河南理工大学电气工程与自动化学院
河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室
河南中烟工业有限责任公司许昌卷烟厂
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出处
《电机与控制学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期118-128,共11页
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基金
国家自然科学基金(U1804143)
河南省科技攻关项目(232102240095,222102240027)
河南省高校基本科研业务费专项资金(NSFRF230638)。
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文摘
混合级联H桥整流器具有谐波性能好、电平数多、耐高压等优点,在电力电子变压器(PET)和电力机车牵引等领域具有良好的应用前景。首先,将传统级联H桥整流器其中一个单元换成含耦合电感的五电平整流单元,构成混合级联单相九电平整流器拓扑,解决了传统1∶3型级联H桥存在功率倒灌的问题。其次,针对该拓扑在分析其工作原理和建立数学模型的基础上,采用外环积分滑模控制(ISMC)和内环比例积分控制(PI)相结合的策略,在保留系统良好动态性能的同时解决了传统滑模控制存在稳态误差的问题。最后,通过在基本冗余矢量作用时间之上叠加补偿分量的方法,解决了级联单元间电容电压不平衡的问题,同时推导了电容电压平衡控制策略所适用的负载不平衡度范围。仿真和实验结果验证了所提拓扑和控制方法的有效性。
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关键词
混合级联H桥整流器
九电平整流器
改进滑模控制策略
稳态误差
电容电压平衡控制
负载不平衡度分析
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Keywords
hybrid cascaded H-bridge rectifier
nine-level rectifier
improved sliding mode control strategy
steady-state error
capacitor voltage balance control
analysis of load imbalance
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分类号
TM461
[电气工程—电器]
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