分数阶PI λ 控制器在双向DC-DC变换器中的应用研究
发布时间：2021-07-27 21:41
以双向DC-DC变换器为核心的直流储能方案克服了传统电梯制动方案的能量浪费及并网逆变方案的谐波污染问题,近年在电梯节能领域中兴起,具有重要的研究价值和广阔的应用前景。因此,本文将设计一款功能完善、性能优良的双向DC-DC变换器,并通过控制算法的改良提高系统的控制效果。本文首先介绍了电梯节能系统的基本结构,根据实际应用环境确定了双向DC-DC变换器的功能指标,选择双向全桥拓扑作为系统的主拓扑结构,并针对该拓扑在实际应用中存在的关键问题给出了相应的改进方案。根据系统常用的控制结构和建模方式,确定了模拟峰值电流内环结合数字电压外环的双闭环控制结构。针对系统电流环和电压环的闭环带宽差异,采用离散化方法对电流环建模,分析了其存在的稳定性问题,并采用斜坡补偿技术对次谐波振荡现象加以抑制;采用状态空间平均法对电压环建模,分析了其频域特性,并以此指导控制器设计。为提高系统控制性能,对分数阶PIλDμ控制理论进行研究,在同一频域约束条件和时域评价指标的设计原则下,整定出两个能量方向上的分数阶PIλ控制器和整数阶PI控制器的控制参数。针对传...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同稳态占空比条件下的电感电流波形图
离散电流环传递函数的系统极点111zD ，该极点将不在单位圆内，系统发生次谐波振荡，如图 3a) D 0.4b) D0.6图 3-5 不同稳态占空比条件下的电感电流波形图4时，系统的电感电流输出稳定；而当 D 0.6时，系统的象，其结果与离散电流环模型分析一致。
a) D 0.4b) D0.6图 3-8 加斜坡补偿后不同稳态占空比条件下的电感电流波形图图 3-8 为系统加入斜坡补偿后的电感电流波形，结果表明系统的次谐波振荡现象了有效抑制，峰值电流模式电流环可以稳定运行。.3 系统电压环建模分析双向 DC-DC 变换器搭接在电梯直流母线上进行工作时，往往会在母线侧搭配大电容，以满足直流母线的电压纹波要求。电压外环模型中包含该滤波电容，使其带低于电流环带宽。因此，电压外环模型的设计和分析主要关心系统的中低频段性统电压闭环后的控制结构如图 3-9 所示。Q1IL超级电容L直流母线电压TUDUCN:1电流传感器ID直流母线负载CDQ2Q3Q4D1D2D3D4Q5Q6Q7D5D8D7D6Q8+ +
【参考文献】：
期刊论文
[1]开关变换器调制技术的分类与综述[J]. 周国华,赵泓博,毛桂华,周述晗,徐顺刚. 中国电机工程学报. 2018(21)
[2]一种非最小相位过程的PI-PD控制器整定方法[J]. 牛瑶瑶,张井岗. 太原科技大学学报. 2018(04)
[3]基于反向解耦的PWM整流器分数阶内模控制[J]. 李翔宇,赵志诚,王文逾. 山东大学学报(工学版). 2018(04)
[4]基于超级电容和最大功率跟踪法的电梯节能系统设计[J]. 肖春华,李明仕. 科技与创新. 2017(24)
[5]双向DC-DC变换器拓扑结构综述[J]. 陈亚爱,梁新宇,周京华. 电气自动化. 2017(06)
[6]移相全桥DC/DC变换器分数阶PIλDμ控制的研究[J]. 任旭亮,易灵芝,陈宇,李青平,朱和潇. 制造业自动化. 2017(10)
[7]基于超级电容储能系统的电梯微网电压波动控制策略研究[J]. 陈霞,陈耀,高健,徐悦,刘洪晴,王震. 山东科技大学学报(自然科学版). 2017(05)
[8]电流源型半桥变换器启动冲击及开关管关断电压尖峰问题研究[J]. 葛小伟,谢少军,丁鹏岭. 电气自动化. 2016(03)
[9]基于输出误差的永磁同步电机分数阶建模[J]. 郑伟佳,王孝洪,皮佑国. 华南理工大学学报(自然科学版). 2015(09)
[10]基于隔离双向DC/DC变换器的电梯节能系统建模与仿真[J]. 韩伟伟,黄绍伦,代清友,万健如. 电气自动化. 2015(04)
博士论文
[1]DC-DC开关变换器的建模分析与研究[D]. 欧阳长莲.南京航空航天大学 2005
硕士论文
[1]基于模糊自适应分数阶PID伺服控制系统研究与设计[D]. 单亚运.江苏科技大学 2018
[2]应用于电梯节能系统的双向DC-DC变换器关键技术研究[D]. 钟松锦.华南理工大学 2017
[3]基于无源无损软开关技术的双向DC-DC变换器研究[D]. 潘仑.哈尔滨工业大学 2017
[4]双向DC-DC变换器及其在节能电梯系统中的应用研究[D]. 陈迪.华南理工大学 2016
[5]分数阶微积分算子的逼近方法及其应用[D]. 吴萌.长春理工大学 2016
[6]DC-DC变换器建模与数字化控制[D]. 刘佳.浙江大学 2016
[7]基于模糊PID算法的快速响应Buck型DC-DC变换器的设计[D]. 张岩.东南大学 2015
[8]基于模糊控制的具有超级电容的节能电梯的控制策略的研究[D]. 冀国郡.天津理工大学 2015
[9]基于超级电容器的电梯节能系统研究[D]. 郭昊天.大连理工大学 2014
[10]基于超级电容的电梯节能装置的电路设计[D]. 唐静.电子科技大学 2010
本文编号：3306594
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同稳态占空比条件下的电感电流波形图
离散电流环传递函数的系统极点111zD ，该极点将不在单位圆内，系统发生次谐波振荡，如图 3a) D 0.4b) D0.6图 3-5 不同稳态占空比条件下的电感电流波形图4时，系统的电感电流输出稳定；而当 D 0.6时，系统的象，其结果与离散电流环模型分析一致。
a) D 0.4b) D0.6图 3-8 加斜坡补偿后不同稳态占空比条件下的电感电流波形图图 3-8 为系统加入斜坡补偿后的电感电流波形，结果表明系统的次谐波振荡现象了有效抑制，峰值电流模式电流环可以稳定运行。.3 系统电压环建模分析双向 DC-DC 变换器搭接在电梯直流母线上进行工作时，往往会在母线侧搭配大电容，以满足直流母线的电压纹波要求。电压外环模型中包含该滤波电容，使其带低于电流环带宽。因此，电压外环模型的设计和分析主要关心系统的中低频段性统电压闭环后的控制结构如图 3-9 所示。Q1IL超级电容L直流母线电压TUDUCN:1电流传感器ID直流母线负载CDQ2Q3Q4D1D2D3D4Q5Q6Q7D5D8D7D6Q8+ +
【参考文献】：
期刊论文
[1]开关变换器调制技术的分类与综述[J]. 周国华,赵泓博,毛桂华,周述晗,徐顺刚. 中国电机工程学报. 2018(21)
[2]一种非最小相位过程的PI-PD控制器整定方法[J]. 牛瑶瑶,张井岗. 太原科技大学学报. 2018(04)
[3]基于反向解耦的PWM整流器分数阶内模控制[J]. 李翔宇,赵志诚,王文逾. 山东大学学报(工学版). 2018(04)
[4]基于超级电容和最大功率跟踪法的电梯节能系统设计[J]. 肖春华,李明仕. 科技与创新. 2017(24)
[5]双向DC-DC变换器拓扑结构综述[J]. 陈亚爱,梁新宇,周京华. 电气自动化. 2017(06)
[6]移相全桥DC/DC变换器分数阶PIλDμ控制的研究[J]. 任旭亮,易灵芝,陈宇,李青平,朱和潇. 制造业自动化. 2017(10)
[7]基于超级电容储能系统的电梯微网电压波动控制策略研究[J]. 陈霞,陈耀,高健,徐悦,刘洪晴,王震. 山东科技大学学报(自然科学版). 2017(05)
[8]电流源型半桥变换器启动冲击及开关管关断电压尖峰问题研究[J]. 葛小伟,谢少军,丁鹏岭. 电气自动化. 2016(03)
[9]基于输出误差的永磁同步电机分数阶建模[J]. 郑伟佳,王孝洪,皮佑国. 华南理工大学学报(自然科学版). 2015(09)
[10]基于隔离双向DC/DC变换器的电梯节能系统建模与仿真[J]. 韩伟伟,黄绍伦,代清友,万健如. 电气自动化. 2015(04)
博士论文
[1]DC-DC开关变换器的建模分析与研究[D]. 欧阳长莲.南京航空航天大学 2005
硕士论文
[1]基于模糊自适应分数阶PID伺服控制系统研究与设计[D]. 单亚运.江苏科技大学 2018
[2]应用于电梯节能系统的双向DC-DC变换器关键技术研究[D]. 钟松锦.华南理工大学 2017
[3]基于无源无损软开关技术的双向DC-DC变换器研究[D]. 潘仑.哈尔滨工业大学 2017
[4]双向DC-DC变换器及其在节能电梯系统中的应用研究[D]. 陈迪.华南理工大学 2016
[5]分数阶微积分算子的逼近方法及其应用[D]. 吴萌.长春理工大学 2016
[6]DC-DC变换器建模与数字化控制[D]. 刘佳.浙江大学 2016
[7]基于模糊PID算法的快速响应Buck型DC-DC变换器的设计[D]. 张岩.东南大学 2015
[8]基于模糊控制的具有超级电容的节能电梯的控制策略的研究[D]. 冀国郡.天津理工大学 2015
[9]基于超级电容器的电梯节能系统研究[D]. 郭昊天.大连理工大学 2014
[10]基于超级电容的电梯节能装置的电路设计[D]. 唐静.电子科技大学 2010
本文编号：3306594
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3306594.html
