DSP及重复控制技术在测试用交流电源中的应用

介绍了DSP及重复控制技术在测试用交流电源中的应用。采用该控制方式的交流电源不仅能够输出频率幅值可调的正弦电压,而且能够输出周期性畸变电压。该电源采用数模混合控制及重复控制方法,数字部分实现高精度的波形发生器和电压有效值控制;模拟部分采用电压电流瞬时值控制,提高响应速度;重复控制可消除由非线性负载及周期性干扰引起的波形畸变。最后给出测试波形。     

一种新型航空静止变流器的研究

 提出了一种新型的航空静止变流器方案, 采用分布式电能变换技术, 系统由规格统一、种类有限的印刷线路板构成, 没有高压功率器件, 可以克服目前静止变流器技术能量集中变换和结构复杂等缺点。变流器由4 个推挽正激变换器和4 级级联逆变器组成。分析了系统的工作原理和控制方案。研制的原理样机验证了该静止变流器具有效率高、输出波形质量好、可靠性高、工程实现简便等特点。     

基于DSP的航空测试交流电源

介绍了一种基于DSP的航空测试交流电源.该交流电源不仅能够输出飞机交流用电设备在不同工作状况下的频率幅值可调的正弦电压,而且能够输出周期性畸变电压.该电源采用数模混合控制及重复控制方法,数字部分实现高精度的波形发生器和电压有效值控制;模拟部分采用电压电流瞬时值控制,提高响应速度.最后给出测试波形.     

用微机控制的SPWM逆变器的研制

本文说明了利用 MCS-51系列单片机控制的 SPWM 型恒压恒频单相逆变器的设计思想,线路及其实现方法。为了改善在电感性负载下的输出波形,采用了方波及 SPWM 波混合控制的桥式功放电路。并采用了独特的调压方法,使输出波形及转换效率在不同负载下保持不变。该逆变器还具有电瓶亏电指示、过载保护、软起动等多种功能。最后给出实验结果。     

航空静止变流器电路的系统设计方案研究

研究了静止变流器电路的系统设计问题,对航空静止变流器的SPWM直接升压设计方案和间接升压设计方案进行了比较研究,研究的重点是电路的变换效率。根据电路特性,进行了理论分析,指出了两者的基本区别在于阻抗匹配和波形变换。通过实验研究和理论分析发现,SPWM直接升压电路系统虽然系统设计简单,但是变换效率较低;间接升压系统电路的设计比较复杂,变换效率较高,而且中间高压直流环节不能省略。     

基于重复控制的三相四桥臂逆变器控制技术

三相四桥臂逆变器可以带不平衡负载甚至单相负载。针对三相四桥臂逆变 器,提出了一种新的重复控制算法。该算法相对于传统恒压恒频（CVCF） 控制算法具 有设计简单, 不需要dq 变换, 在提高电压稳态精度的同时, 还降低了输出电压总谐波 含量（THD）。系统分析了三相四桥臂逆变器电路模型,得到整个系统的传递函数,分 析了系统的稳态误差和稳定性。最后通过仿真和试验验证了系统输出电压稳态精度高, 谐波含量低,且能有效抑制由不平衡负载引起的输出电压不平衡。     

重载航空负载模拟器非线性最优前馈补偿控制

重载航空负载模拟器是用来模拟"C919"、"运-20"等重载飞机舵面工作载荷的地面仿真平台。设计了一种重载航空负载模拟器,采用非对称缸作为执行机构以在小体积下完成大载荷加载。为了消除多余力对重载航空负载模拟器加载精度的影响,分析了非对称缸正反向运动和大载荷变化下伺服阀流量增益的非线性变化对前馈补偿函数的影响,并设计了非线性参数估计控制器。同时分析了加速度等动态参数变化和静态参数的误差对多余力消除的影响,设计了参数最优控制器。仿真和试验结果均表明,相比于传统前馈补偿控制器,所设计的非线性最优前馈补偿控制器下的加载精度和多余力抑制能力提高了50%以上。     

非线性电感式压差传感器动态校准

非线性电感式压差传感器具有调幅信号输出、输出与压力成非线性、输出受供电波形与负载影响等特殊性。为了对非线性电感式压差传感器的幅频响应和相频响应进行校准,设计了一套专门的动态压力校准方法和系统,并特别对调幅信号解调方法进行了分析和验证比较,对线性法进行了研究。利用该系统成功完成了某两型非线性电感式压差传感器的频率响应测试。     

三相交流电源的三相电压对称性

在航空飞行器领域,随着机载综合航空电子电气设备的增加,三相交流电源所带负载功率随之加大。尤其是个别大功率单相机载设备在配电系统中的接通与断开,对三相交流电源的对称性产生了很大的影响。本文重点讨论了如何解决三相交流电源电压的对称性问题。     

一种模块化航空有源滤波器的研究

 航空有源滤波器(AAPF)是解决飞机供电系统中电能质量问题的一种先进方案,而模块化设计对航空有源滤波器灵活性、可维护性和可靠性的提升作用巨大。首先提出并研究了一种新型模块化航空有源滤波器,分析了主电路数学模型及其混合载波PWM(CH-PWM)调制方式;其次基于损耗对比分析进行了主电路拓扑优化,推导了模块均压控制律并给出了系统控制策略;最后进行了仿真和实验验证。结果表明,模块化航空有源滤波器能够有效补偿航空电网中由典型非线性负载产生的谐波和无功电流分量,三相电网电流的总谐波畸变率(THD)均在5%以下,补偿效果显著。     

高效率模块化航空静止变流器的研制

 基于通用化、系列化和模块化的研制思想，致力于研究提高航空静止变流器(ASI)的变换效率、减轻系统重量、提高可靠性和维护性等核心技术问题。从总体研制方案、核心技术和系列化基础模块3个层面出发，采用功率扩展性能好、变换效率高、可靠性高的推挽正激电路和双降压式逆变器研制了DC-DC变换模块、DC-AC变换模块等单元模块，组合成4种航空静止变流器基础模块。研制的系列化基础模块，整机变换效率均比国外同类产品提高4.5%以上，并且在体积、重量、可靠性和可维护性等方面均具有明显优势。     

SPWM逆变器交流瞬时值反馈控制系统分析

 针对应用于交直交VSCF飞机电源系统的SPWM逆变器,提出了包含交流电流内环和交流电压外环的双闭环控制系统方案,利用交流瞬时值反馈的波形校正作用使逆变器输出电压波形得以改善。通过对单相1 kVA SPWM逆变器双闭环控制系统的设计分析和实验研究,结果表明:采用交流瞬时值反馈控制的SPWM逆变器具有较好的输出电压波形、动态响应特性和稳态调压精度,对逆变器输入直流电压的变化影响有很好的抑制作用,适合任由永磁无刷直流发电机供电的VSCF电源系统中应用。     

Precise output loads control of load-diffusion components with topology optimization

The purpose of this paper is to present a novel topology optimization approach to control precisely the output loads under static loads and harmonic excitations. We introduce the Artificial Bar Element (ABE) at the designated output positions, where the output loads are equivalently measured and constrained with the nodal displacements of ABE. Optimization model is then formulated considering the output load constraints as well as the minimization of strain energy and dynamic displacement responses respectively under the static and dynamic conditions. The influences of the ABEs stiffness, different material usages of the design domain, widths of the output loads constraint intervals and variation ratios of output loads are discussed in detail. The proposed method is verified with several numerical examples with clear and reasonable load transfer paths.     

Stepped Sinewave Inverter

A stepped sinewave dc/ac inverter was analyzed for an inductive load with respect to load current and voltage, harmonics, power factor, and efficiency. This special inverter of high efficiency and low harmonic content is constructed by synthesizing the sinusoidal output by discrete voltage sources, such as storage batteries, solar cell, etc., with electronic switching of the sources at specific time intervals. The switching times are determined for the condition of minimum distortion of the synthesized wave. A 50 W inverter was built and tested to demonstrate this approach.     

Adaptive Control of a Current-Fed Induction Motor

An adaptive nonlinear control system is presented for a currentsource inverter-fed induction motor. The approach to the control problem is fundamentally different to previous work in that it uses the steady-state model to formulate a nonlinear control which directly controls the shaft speed. The controller is adaptive, so neither load nor machine parameters need to be specified, although in practice the latter would always be known since they are required for the current-source inverter design.     

Bidirectional DC-to-AC inverter with improved performance

Switch-mode DC-to-AC inverters using DC-to-DC converter topology have many advantages over the traditional bridge-type inverter. A bidirectional power circuit combined with a nonlinear robust control is proposed to form a high performance inverter. The output voltage of the inverter can be stabilized regardless of large changes in input voltage and output current. The distortion near the zero crossing point can be minimized. The load of the inverter can be resistive, inductive, or capacitive. Simulation results and experimental verification are provided     

基于比例复数积分+重复控制的三相LC并网逆变器控制策略研究

针对传统PI控制的局限性,采用基于复数域的比例复数积分(PCI)控制与重复控制并联的新型控制策略,其中PCI控制可以在给定条件下消除交流稳态误差,重复控制能够抑制并网电流谐波,提高稳态控制精度。该新型控制策略可以较好地控制交流信号,能直接应用于三相abc坐标系,省去坐标变化环节,节约逆变器控制系统成本。最后通过MATLAB/Simulink仿真平台,建立LC型滤波器的逆变器并网模型,仿真分析证明了该控制策略的可行性。     

Full control of a PWM DC-AC converter for AC voltage regulation

The design and implement action of a DSP-based fully digital-controlled single-phase pulsewidth modulated (PWM) dc-ac converter for ac voltage regulation is described. The proposed multiloop digital controller (MDC) consists of a current controller, a voltage controller, and a feedforward controller. This MDC was realized using a single-chip digital signal processor (DSP). The PWM gating signals are determined at every sampling instant by the proposed multiloop digital control scheme using a set of detected feedback signals. A software current control; scheme has been developed to achieve fast current control of the PWM inverter and decouple the inductor of the output filter. Experimental results have been given to verify the proposed digital control scheme. The constructed DSP-based PWM dc-ac converter system can achieve fast dynamic response and with low total harmonic distortion (THD) for rectifier type of loads     

变速恒频电源闭环控制系统设计

 本文讨论了变速恒频电源闭环控制电路的设计。闭环控制电路的目的除保证变速恒频电源达到所要求的动、静态性能指标外,对其中交交变频器输出中存在的直流、次谐波及其它谐波分量要有强的抑制能力,以减小主电路滤波器的体积重量。为此,文中提出了采用微分反馈并联校正、比例积分串联校正及电压调节的闭环控制系统方案,并进行了一系列实验研究和验证。