为提高电网频率波动条件下并联型有源电力滤波器(shunt active power filters,SAPF)的补偿电流跟踪控制精度,有效抑制电网的谐波污染,提出一种具有变频适应性的重复控制策略。采用可调整采样频率的选择性重复控制器构建多采样率重复控...为提高电网频率波动条件下并联型有源电力滤波器(shunt active power filters,SAPF)的补偿电流跟踪控制精度,有效抑制电网的谐波污染,提出一种具有变频适应性的重复控制策略。采用可调整采样频率的选择性重复控制器构建多采样率重复控制系统,利用基于拉格朗日线性插值法的有限脉冲响应(FIR)滤波器将多采样率重复控制系统转换成具有统一采样频率的重复控制系统(frequency-adaptive uniform-rate selective repetitive control system,FUSRCS),通过跟随电网频率调整重复控制器延迟环节近似表达式系数的方法使FUSRCS能适应电网频率波动,设计了FUSRCS的补偿器,分析了FUSRCS的稳定性、收敛性和稳态误差,建立了三相SAPF的数学模型,依据实际数据设计了基于FUSRCS的补偿电流复合重复控制系统。仿真和实验结果表明:基于FUSRCS的SAPF能够在电网频率存在稳态偏差、电网频率动态变化和负载切换等情况下,保持较高的补偿电流跟踪精度和较好的补偿效果。与经典重复控制相比,FUSRCS在具有变频适应性的同时,减少了控制系统的计算负担,提高了系统的动态响应速度,解决了多采样率重复控制系统带来的问题。展开更多
交替极永磁(consequent pole permanent magnet,CPPM)电机每对极下的气隙磁密不对称,在特定极槽配合下其反电动势(electromotive force,EMF)中存在2、4次等偶次谐波分量,引起额外的转矩脉动,降低转矩输出品质。为解决上述问题,提出一种...交替极永磁(consequent pole permanent magnet,CPPM)电机每对极下的气隙磁密不对称,在特定极槽配合下其反电动势(electromotive force,EMF)中存在2、4次等偶次谐波分量,引起额外的转矩脉动,降低转矩输出品质。为解决上述问题,提出一种注入多谐波电流产生的转矩补偿原有转矩脉动的控制策略。推导适用于任意次谐波磁链产生的转矩脉动通用解析模型;并基于此模型,给出利用谐波电流抑制转矩脉动的理论依据;提出在同步旋转坐标系下注入多次谐波电流的方法,抑制由2、4、5、7、11、13次谐波反电势引起的3、6、12次转矩脉动;并利用准-比例谐振控制器实现谐波电流的精确跟踪。最后,以一台三相9槽10极交替极永磁电机为例,通过不同工况下的转矩脉动抑制实验,验证所提控制策略的有效性。展开更多
针对单相矩阵式无线电能传输MC-WPT(matrix converter based wireless power transfer)系统网侧电流谐波含量大的问题,提出1种谐波抑制调制策略,可有效降低网侧电流低次谐波含量及总谐波失真度THD(total harmonic distortion)。分析谐...针对单相矩阵式无线电能传输MC-WPT(matrix converter based wireless power transfer)系统网侧电流谐波含量大的问题,提出1种谐波抑制调制策略,可有效降低网侧电流低次谐波含量及总谐波失真度THD(total harmonic distortion)。分析谐振槽电压电流特性,基于参数归一化方法得到2个基波分量的等效电路,进而推导出MC-WPT的数学模型。在此基础上,以消除低次谐波含量为目标,应用计算法得到接收侧H桥的优化调制波,使网侧电流低频成分仅有工频分量,从而降低网侧电流THD。最后搭建实验平台,验证所提谐波抑制调制策略的可行性与有效性。展开更多
针对传统谐振控制器与PI控制器并联(PIR)无法克服积分环节饱和等因素引起的系统动态过程中超调震荡问题,提出了一种改进双环自抗扰谐振控制器(dual-loop active disturbance rejection control,DLADRC)。DLADRC速度环与电流环均采用自...针对传统谐振控制器与PI控制器并联(PIR)无法克服积分环节饱和等因素引起的系统动态过程中超调震荡问题,提出了一种改进双环自抗扰谐振控制器(dual-loop active disturbance rejection control,DLADRC)。DLADRC速度环与电流环均采用自抗扰控制,速度环采用传统的自抗扰控制。电流环采用一种改进的谐振扩张状态观测器,将观测电流作为谐振控制器的输入,令谐振控制器的输出直接作用到电流环输出,从而降低了谐振电流环设计的复杂性。双环自抗扰谐振控制器保留了谐振控制器抑制特定频率谐波电流的特性,同时优化了系统的超调量与调节时间,有效提升了谐振控制系统的动态性能。仿真结果验证DLADRC系统的有效性。展开更多
该文针对多源时变干扰影响的双三相永磁同步电机系统,研究其基波平面内的调速控制问题和谐波平面内的谐波电流抑制问题。首先,在基波平面采用非串级控制结构,通过构造广义比例积分观测器(generalized proportional integral observer,GP...该文针对多源时变干扰影响的双三相永磁同步电机系统,研究其基波平面内的调速控制问题和谐波平面内的谐波电流抑制问题。首先,在基波平面采用非串级控制结构,通过构造广义比例积分观测器(generalized proportional integral observer,GPIO)估计转速环的多源快变干扰;然后,针对q轴电流的过流保护问题,在传统比例微分反馈控制器的基础上利用障碍函数设计思想,结合干扰估计信息,得到基于GPIO的电流约束复合控制器;其次,在谐波平面,通过设计2个GPIO精准估计电流环的多源快变干扰,并与比例反馈控制器结合形成复合控制器来抑制2个电流环中的谐波电流。最后,给出严谨的稳定性分析,并通过对比实验验证所提方法的有效性。展开更多
文摘为提高电网频率波动条件下并联型有源电力滤波器(shunt active power filters,SAPF)的补偿电流跟踪控制精度,有效抑制电网的谐波污染,提出一种具有变频适应性的重复控制策略。采用可调整采样频率的选择性重复控制器构建多采样率重复控制系统,利用基于拉格朗日线性插值法的有限脉冲响应(FIR)滤波器将多采样率重复控制系统转换成具有统一采样频率的重复控制系统(frequency-adaptive uniform-rate selective repetitive control system,FUSRCS),通过跟随电网频率调整重复控制器延迟环节近似表达式系数的方法使FUSRCS能适应电网频率波动,设计了FUSRCS的补偿器,分析了FUSRCS的稳定性、收敛性和稳态误差,建立了三相SAPF的数学模型,依据实际数据设计了基于FUSRCS的补偿电流复合重复控制系统。仿真和实验结果表明:基于FUSRCS的SAPF能够在电网频率存在稳态偏差、电网频率动态变化和负载切换等情况下,保持较高的补偿电流跟踪精度和较好的补偿效果。与经典重复控制相比,FUSRCS在具有变频适应性的同时,减少了控制系统的计算负担,提高了系统的动态响应速度,解决了多采样率重复控制系统带来的问题。
文摘交替极永磁(consequent pole permanent magnet,CPPM)电机每对极下的气隙磁密不对称,在特定极槽配合下其反电动势(electromotive force,EMF)中存在2、4次等偶次谐波分量,引起额外的转矩脉动,降低转矩输出品质。为解决上述问题,提出一种注入多谐波电流产生的转矩补偿原有转矩脉动的控制策略。推导适用于任意次谐波磁链产生的转矩脉动通用解析模型;并基于此模型,给出利用谐波电流抑制转矩脉动的理论依据;提出在同步旋转坐标系下注入多次谐波电流的方法,抑制由2、4、5、7、11、13次谐波反电势引起的3、6、12次转矩脉动;并利用准-比例谐振控制器实现谐波电流的精确跟踪。最后,以一台三相9槽10极交替极永磁电机为例,通过不同工况下的转矩脉动抑制实验,验证所提控制策略的有效性。
文摘针对单相矩阵式无线电能传输MC-WPT(matrix converter based wireless power transfer)系统网侧电流谐波含量大的问题,提出1种谐波抑制调制策略,可有效降低网侧电流低次谐波含量及总谐波失真度THD(total harmonic distortion)。分析谐振槽电压电流特性,基于参数归一化方法得到2个基波分量的等效电路,进而推导出MC-WPT的数学模型。在此基础上,以消除低次谐波含量为目标,应用计算法得到接收侧H桥的优化调制波,使网侧电流低频成分仅有工频分量,从而降低网侧电流THD。最后搭建实验平台,验证所提谐波抑制调制策略的可行性与有效性。
基金Supported by the National Natural Science Foundation of China (62173150)the Science and Technology Innovation Project of Shunde,Foshan(2230218004224)the Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation-the Key Joint Research Project (2022B1515120003)。
文摘针对传统谐振控制器与PI控制器并联(PIR)无法克服积分环节饱和等因素引起的系统动态过程中超调震荡问题,提出了一种改进双环自抗扰谐振控制器(dual-loop active disturbance rejection control,DLADRC)。DLADRC速度环与电流环均采用自抗扰控制,速度环采用传统的自抗扰控制。电流环采用一种改进的谐振扩张状态观测器,将观测电流作为谐振控制器的输入,令谐振控制器的输出直接作用到电流环输出,从而降低了谐振电流环设计的复杂性。双环自抗扰谐振控制器保留了谐振控制器抑制特定频率谐波电流的特性,同时优化了系统的超调量与调节时间,有效提升了谐振控制系统的动态性能。仿真结果验证DLADRC系统的有效性。
文摘该文针对多源时变干扰影响的双三相永磁同步电机系统,研究其基波平面内的调速控制问题和谐波平面内的谐波电流抑制问题。首先,在基波平面采用非串级控制结构,通过构造广义比例积分观测器(generalized proportional integral observer,GPIO)估计转速环的多源快变干扰;然后,针对q轴电流的过流保护问题,在传统比例微分反馈控制器的基础上利用障碍函数设计思想,结合干扰估计信息,得到基于GPIO的电流约束复合控制器;其次,在谐波平面,通过设计2个GPIO精准估计电流环的多源快变干扰,并与比例反馈控制器结合形成复合控制器来抑制2个电流环中的谐波电流。最后,给出严谨的稳定性分析,并通过对比实验验证所提方法的有效性。
