摘要：本文首先建立了三相四线电压型PWM整流器的PCHD数学模型。根据控制目标,基于PCHD模型,利用IDA-PBC设计了PWM整流器的无源控制器。由于IDA-PBC采取能量成形和注入阻尼,可使能量存储函数快速趋于期望平衡点,实现控制目的。由无源控制器确定出dq0坐标系下的开关函数是简单的代数表达式,可简化控制结构。由于无源控制器是在保证稳定的前提下,由注入阻尼的大小就可调节整流器的性能,具有易于调试和工程实现的特点。计算机仿真结果证实了基于PCHD模型三相四线电压型PWM整流器无源控制的可行性。

摘要：统一电能质量调节器的串联变流器数学模型是高阶模型,为了在频域中提高高阶控制系统的动静态性能,提出一种多频级联无源控制策略。首先,采用傅里叶变换技术对其交流数学模型进行频谱分解及多频直流建模,然后在被指定的频率模型上将系统降阶成级联的低阶模型;针对此级联低阶模型进行了一种新型无源控制器设计,理论分析表明所提的控制器不仅在频域上实现了对串联变流器的灵活控制,而且在无法获知控制对象精确模型时也实现了零稳态误差控制,有效克服了传统无源控制器控制性能依赖控制对象模型精度的缺点。最后,进行实验验证,实验结果表明所提的控制策略是可行的。

摘要：针对光储微电网在光照强度变化及负载扰动时电压波动大,甚至不稳定情况等,设计了基于欧拉-拉格朗日(Euler-Lagrange,EL)模型的无源控制器。首先,给出了光储微网的系统结构,并分析了双向DC-DC变换器在充、放电时的两种工作状态;然后,通过建立光储微网控制系统的EL模型,从能量的角度描述系统,并采用注入阻尼法设计了双向DC-DC变换器无源控制器。当光照条件良好时,光伏电池不仅能够满足负载的供电需求,还会将剩余电能通过双向DC-DC变换器储存至蓄电池;当光照条件较弱时,可以通过双向DC-DC变换器将蓄电池中的电能反向提供给负载,保证负载的正常供电,并且在光照强度及负载发生变化时系统能够稳定高效运行。最后,通过Matlab/Simulink搭建光储微电网系统模型的仿真,验证了所提控制策略的可行性和正确性。

摘要：针对传统的统一电能质量调节器(UPQC)控制策略存在控制性能不佳的问题,提出无源控制与非线性PI控制相结合的混合控制策略,建立统一电能质量调节器的欧拉—拉格朗日(EL)模型。为加快误差能量收敛,采用注入阻尼的方法,设计电流内环无源控制器。利用非线性PI控制,设计电压外环控制器来获得较为准确的期望电流,有效地抑制了静态误差,使系统具有良好的动静态性能。在Matlab/Simulink搭建统一电能质量调节器的仿真模型。基于该模型的仿真结果验证了提出的控制策略的可行性。

摘要：为改进有源电力滤波器APF的电网电流补偿效果,基于APF的端口受控哈密顿(PCHD)数学模型,采用互联和阻尼配置无源控制(IDA-PBC)方法,设计了通过模糊控制实现注入阻尼在线调整的无源混合控制器。同时,为提高APF的直流侧电压控制能力,采用自适应模糊PI控制器,实现比例系数与积分系数的在线调整。利用所提出的控制器,可有效补偿电网电流,抑制负载电流谐波,使电网电流为近似正弦波;同时,获得更好的直流电压动静态性能。在Matlab/Simulink仿真平台上搭建APF自适应模糊无源混合控制器的仿真模型,对APF的谐波补偿性能进行了仿真实验研究。仿真结果表明所提出的自适应模糊无源混合控制策略是可行的。

摘要：为满足低压应用场合下DC-DC变换器高效率、小尺寸和低成本等多方面需求,提出一种同时优化DC-DC变换器的功率损耗、物理尺寸和成本的方法。以低压开关槽式变换器(switched tank converter,STC)为例,在分析其工作原理基础上,首先建立元器件的功率损耗、面积和成本模型,以设计指标为约束条件,再建立一个以功率损耗、面积和成本为优化目标的变换器多目标优化模型,且优化模型中的参数可从器件数据手册查到。采用基于非支配排序引力搜索算法(non-dominated sorting gravitational search algorithm,NSGSA)改进得到的大范围改进的非支配排序引力搜索算法(large-scale improved NSGSA,LSINSGSA)求解变换器多目标优化模型。将所得优化结果与NSGSA和NSGA-Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ)算法的优化结果进行比较。结果表明,提出的STC变换器多目标优化方法可以得到综合性能最优的器件组合方案,实现STC的效率、面积和成本达到折衷最优的目的,改进的LSINSGSA算法的收敛性与Pareto前沿中最优解均匀分布性均优于NSGSA和NSGA-Ⅱ。

摘要：针对传统升压变换器升压能力不足的问题,基于Cuk变换器输入输出电流连续的优点,提出了一种新型高增益Cuk变换器。分析了新型高增益Cuk变换器的工作原理、工作模态,建立了新型高增益Cuk变换器的EL(euler-lagrange)模型。基于无源控制理论,采用阻尼注入方法设计了新型高增益Cuk变换器的无源控制器。无源控制器可使新型Cuk变换器具有良好的动、静态性能和对负载变化的鲁棒性。仿真及实验结果表明该变换器及其无源控制器是可行的。

摘要：为了提高三相电压型PWM整流器直流电压响应特性,提出了基于EL模型的无源控制与非线性PI控制相结合的混合控制方法。根据电压型PWM整流器主电路的拓扑结构,建立了其在两相同步旋转dq坐标系下的EL模型。利用基于EL模型和注入阻尼方法设计的无源控制器控制交流电流,利用非线性PI控制器控制直流电压,使整流器直流电压具有优秀的动、静态特性和对负载的鲁棒性;同时,也实现了交流电流正弦化及单位功率因数。仿真和实物实验结果均表明,提出的三相电压型PWM整流器混合控制方法是可行的。

摘要：已知控制对象模型时无源控制具有较多的控制优势,但在无法获得控制对象的精确数学模型时,其很难实现零稳态误差控制,尤其在多频控制场合中这种影响将更加显著。该文提出一种改进的无源控制器应用于未知精确模型的三相混合并联型有源电力滤波器控制时,不仅可实现零稳态误差控制,而且也能实现多频控制和分相控制。采用傅里叶变换实现多频无源控制器的分相直流模型设计;详细讨论并得出控制器耦合支路上的模型参数设定误差是影响无源控制稳态性能的主要因素的结论,提出在控制器耦合支路上辅助设计一种能补偿模型参数误差的补偿器。理论分析和仿真表明,改进后的控制器能实现零稳态误差控制,且具有较强的鲁棒性。实验结果证明了所提控制算法的可行性。

摘要：为了解决电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计问题,根据整流器在dq两相同步旋转坐标系中的数学模型建立了其功率控制数学模型.基于功率控制数学模型,结合整流器直接功率控制系统的特点,推得交流侧电感是由功率、功率滞环比较器环宽及开关平均频率决定的;直流侧直流电压是由交流电压、电感及负载决定的;突加负载时直流侧电容是由直流电压波动、功率、电感及负载决定的.根据上述影响主电路参数的诸多因素,提出交流侧电感、直流侧电压及直流侧电容的设计方法.计算机仿真和实验证明了本文提出的设计方法是可行的.