国家自然科学基金(50907061)
- 作品数：11 被引量：113H指数：7
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- 基于回转器理论的电流模式控制型DC-DC变流器统一大信号模型被引量：4
- 2015年
- 随着新能源技术的大力发展,直流分布式系统以其独特的优势得到了越来越广泛的关注,逐渐成为业界的研究热点。虽然系统中每个模块都能够单独稳定运行,但由于模块之间复杂的相互作用,系统的稳定性特别是在大信号扰动下的暂态稳定性情况仍是令人困扰的一大难题,且目前该领域的理论研究成果相对缺乏。简单、有效、统一的大信号模型是进行大信号稳定性理论分析的基础。由于电流模式控制方法应用较为广泛,故本文基于回转器理论提出了一种适用于电流模式控制型DC-DC变流器的统一大信号模型。该模型实现了降阶,表达式简单,且仅需修改其中一个模型参数值即可实现对不同拓扑变流器的建模分析,为理论分析系统的大信号稳定性奠定了良好的基础,也为解析形式大信号稳定性判据的提出提供了可能。仿真和实验分别基于Buck、Boost及Buck-Boost变流器对该模型的有效性进行了验证。同时,为验证该大信号模型的完备性,对其稳态工作点附近的小信号特性也进行了分析,并与目前公认的比较精确的电流模式控制小信号模型进行了对比,得到了较好的结果。
- 杜韦静张军明钱照明
- 关键词：大信号模型电流模式控制降阶
- Buck变流器级联系统直流母线电压补偿控制策略被引量：15
- 2015年
- 在直流分布式电源系统的设计过程中,稳定性设计是最核心但最复杂的部分。随着系统规模日益庞大,若想将其作为整体进行稳定性设计几乎是不可能的。由于级联是分布式结构中最基本的连接形式,故深入研究、改善级联系统的稳定性对于确保整个系统的稳定运行非常重要。除优化设计变流器参数外,增加母线补偿装置(VBC)也是改善级联系统直流母线电压稳定性的一种有效途径,目前针对DC-DC级联系统母线补偿策略及补偿容量的研究已取得了一定的成果,其中一些研究还可以应用于大信号扰动的场合。但总体而言仍有进一步探索和发展的空间。本文从大信号的研究角度出发,基于混合势函数理论和回转器大信号模型,提出了一种直流母线电压补偿控制策略。该控制策略可根据级联系统中源、负载变流器的具体特性参数进行有针对性的补偿;同时,该策略由混合势函数理论的稳定性定理推导得出,从理论上保证了加入VBC后整个系统在大信号扰动下的稳定性。仿真和实验以峰值电流模式控制型Buck变流器级联系统为例对该补偿控制策略的有效性和补偿效果进行了验证。
- 杜韦静张军明钱照明
- 关键词：级联系统
- 基于回转器的Buck变换器大信号建模被引量：7
- 2011年
- 提出一种新的DC-DC变流器的大信号建模方法,利用回转器的内在特性,重点研究了基于能量守恒原则的Buck电路的降阶大信号模型,在线性化的同时,也适用于不同工作条件下(如CCM和DCM)的大信号切换,适合系统行为建模及级联系统大信号稳定性分析。仿真和实验结果也表明了该模型能够准确反映电源模块端口特性,验证了其有效性。
- 张阳张军明杜韦静
- 关键词：大信号建模回转器级联峰值电流控制降阶模型
- 单调谐并联混合有源电力滤波器控制策略研究被引量：12
- 2012年
- 针对单调谐并联混合有源电力滤波器的补偿精确度受控制系统带宽严重制约的问题,提出一种同时反馈电网电流和五次谐波电流的双闭环控制策略,并对其直流侧稳压控制器进行详细的分析和设计。根据单调谐并联混合有源滤波器的电路拓扑结构,推导系统在旋转坐标系下的小信号模型及其传递函数,分别设计电网电流控制器,五次谐波电流控制器和电压环控制器。对采用所提出的控制策略的有源滤波器进行仿真研究并制作实验样机。仿真和实验结果表明,该控制策略具有很高的稳态补偿精确度和动态响应速度,易于数字实现,且由于只需要检测两路电网电流,节省了装置成本。
- 时晓洁王智强张军明钱照明
- 关键词：电流环电压环双闭环控制直流侧电压控制
- DC-DC变流器带恒功率负载动态响应分析及级联系统稳定性预测被引量：12
- 2011年
- 分布式多变流器模块系统广泛应用于航空航天、通信以及舰船的直流分布式电源系统中。尽管每一个标准模块都能稳定可靠运行,但由于模块间复杂的相互作用,系统还是会出现不稳定的情况。目前级联系统小信号稳定性已经得到了较为深入的研究,但大信号级联稳定性问题尚缺乏系统研究。本文在将后级变流器等效为恒功率负载的基础上,定量分析了前级变流器电路参数对系统稳定性的影响,给出了前级变流器电路参数的设计准则,并推导出保证前级变流器稳定工作的情况下所能承担的最大恒功率负载值。该结论可以为级联系统前、后级模块的匹配提供依据,确保模块级联后可以稳定工作,节省了选择模块时反复验证的计算过程,大大提高了设计效率。
- 杜韦静张军明张阳钱照明
- 关键词：级联系统恒功率负载
- Single Current Feedback Control Strategy for Grid-connected Inverters With LCL Filters被引量：33
- 2013年
- LCL滤波器广泛应用于并网逆变器系统中,其对高次谐波具有良好的衰减作用;但LCL滤波器为低阻尼三阶系统,容易发生谐振。传统的有源阻尼方法,通过对电容电流进行采样并反馈,能够抑制系统振荡,但增加了传感器数量。提出一种单电流反馈控制策略,其采用入网电流两次微分的反馈方法,增加了系统阻尼,从而有效地抑制LCL滤波器的谐振尖峰,保证系统的稳定性;同时其对系统参数不敏感,并且不增加额外的传感器,是一种低成本高可靠性的控制策略。文中推导该控制策略下的系统传递函数,并分析系统的稳定性。最后,通过仿真和实验,验证提出的控制策略的可行性与有效性。
- CHEN Dong ZHANG Junming QIAN Zhaoming
- 关键词：并网逆变器电流反馈滤波器控制策略
- Boost变流器共模传导干扰建模与预测被引量：3
- 2012年
- 为了有效地预测功率变流器所产生的共模干扰,以Boost变流器为研究对象,分析功率变流器在不同工作模态下共模干扰的产生与耦合机理,建立共模干扰耦合通路模型.该模型对共模通路进行有效的划分,分别提取其集中参数模型,从而得以更完整地描述共模干扰的内部耦合机理.利用提出的共模通路模型,无需复杂的计算便可在整个传导频率范围(150kHz～30MHz)内对Boost变流器所产生的共模干扰进行准确的预测.通过接收机实测频谱与预测结果的对比验证了该预测模型的准确性.
- 孟培培张军明钱照明
- 关键词：电磁兼容(EMC)共模干扰
- 基于反馈线性化的高性能逆变器数字控制方法被引量：13
- 2010年
- 传统逆变器控制方法大多基于小信号原理,其频域模型并不能保证系统在大信号扰动下的稳定性。提出一种新型的基于逆变器大信号模型的反馈线性化控制策略,可改善逆变器在输入电压波动和输出负载扰动下的输出特性,并具有良好的电压和电流跟随特性。根据逆变器电路的大信号方程,分析提出数字控制器的线性化反馈结构及其参数设计方法。与传统控制结构相比,此控制策略在动态响应和稳态精度上更具优越性,并具有较强的鲁棒性。仿真与实验结果均验证了该策略的正确性和有效性。
- 姚玮陈敏牟善科张军明钱照明
- 关键词：逆变器反馈线性化动态性能鲁棒性非线性负载
- 一种新型研究Boost电路大信号稳定性的模型被引量：11
- 2013年
- 随着科技的不断进步,多模块系统越来越多地被运用在各种复杂的应用场合。其中级联是应用最广泛的连接形式。级联稳定性(包括小信号稳定性和大信号稳定性)是系统可靠运行的关键因素。由于电力电子变流器属于强非线性系统,直接分析单级变流器或者级联系统的大信号稳定性是极其复杂的,故建立一种简单、有效的大信号模型是研究系统大信号稳定性的基础。本文以峰值电流控制下的Boost电路为例,提出了一种新的大信号模型。该模型利用功率守恒原理,在平均化的同时,实现了不同工作条件下(如CCM和DCM)大信号模型的统一,并实现了系统的降阶,适合系统行为级建模及后续级联系统大信号稳定性分析。仿真和实验均证明了模型的正确性。
- 杜韦静张军明张阳钱照明
- 关键词：大信号模型级联系统峰值电流控制降阶模型
- 负载动态下的级联系统大信号稳定性分析被引量：7
- 2012年
- 级联系统是电力电子变流器应用中最广泛的连接形式之一。在大规模或复杂电源系统中,级联稳定性(包括小信号稳定性和大信号稳定性)是系统可靠运行的关键因素。本文主要研究负载动态下的电力电子级联系统大信号稳定性,指出其明显区别于小信号稳定性的现象和特征。基于电压模式控制的Buck变流器的级联系统,通过小信号稳定性与大信号稳定性的对比分析,提出了一种大信号稳定性的分析方法,据此可以对负载动态下的级联系统大信号稳定性进行分析设计。仿真和实验结果验证了该分析方法的正确性。
- 张阳张军明杜韦静
- 关键词：级联系统系统集成
