基于改进PSO算法的高增益DC/DC变换器小信号模型辨识

1

作者 陈佳 郭玉祥 +2 位作者 刘红霞 王佳豪 宋久旭 《太赫兹科学与电子信息学报》 2025年第4期393-402,共10页

高增益DC/DC变换器在新能源发电和直流微网中具有良好的应用前景,而良好的动态特性是其应用的基础。与传统开关变换器相比,高增益变换器建模存在计算量大和模型阶数高等难题。本文基于系统辨识的高增益变换器系统建模新方法,在分析三绕... 高增益DC/DC变换器在新能源发电和直流微网中具有良好的应用前景,而良好的动态特性是其应用的基础。与传统开关变换器相比,高增益变换器建模存在计算量大和模型阶数高等难题。本文基于系统辨识的高增益变换器系统建模新方法,在分析三绕组Boost‒Forward变换器工作原理基础上,采用状态空间法建立变换器的小信号模型,并对建立模型正确性进行仿真验证。重点分析了状态空间法建模误差的来源,使用最小二乘法初步提取变换器的小信号模型,系统模型精确度为91.43%;进而使用改进粒子群(PSO)算法精确提取小信号模型,系统模型辨识精确度为94.62%。数值实验结果证明了本文辨识方法的正确性。该结果对复杂变换器的建模和控制回路设计有较高参考价值。 展开更多

关键词 高增益DC/DC变换器 频域辨识 最小二乘法 改进粒子群算法

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变截面圆拱和圆环稳定计算的阶梯折算法 被引量：1

2

作者 朱先奎 刘光廷 《建筑结构》 CSCD 北大核心 1999年第1期52-56,共5页

采用阶梯刚度折算法，将任意变截面曲杆转化为阶梯截面曲杆分析。利用由等截面圆弧形曲杆的稳定微分方程和导出的弯矩方程一般表达式所得到的径向位移解析解，以折算后的阶梯截面径向位移和拱端截面弯矩为基本未知参量，建立了在静水压... 采用阶梯刚度折算法，将任意变截面曲杆转化为阶梯截面曲杆分析。利用由等截面圆弧形曲杆的稳定微分方程和导出的弯矩方程一般表达式所得到的径向位移解析解，以折算后的阶梯截面径向位移和拱端截面弯矩为基本未知参量，建立了在静水压力作用下不同约束（两铰、无铰和弹性转动约束）支承的对称型变截面圆拱和圆环稳定分析的代数方程组，得到了可以足够精确计算临界载荷的特征方程。算例表明方法简单、有效、实用。 展开更多

关键词 变截面 圆拱 圆环 稳定分析 解析解 阶梯折算法

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改进型扰动观察法在光伏MPPT中的研究 被引量：47

3

作者 荣德生 刘凤 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期104-109,共6页

为了解决传统扰动观察法稳态精度低、响应速度差、容易发生误判等问题,该文提出了一种基于滞环比较的变步长改进型扰动观察法。文中对光伏电池进行了深入的研究,探讨了升压变换器实现最大功率点跟踪MPPT的原理,在Matlab/Simulink中建立... 为了解决传统扰动观察法稳态精度低、响应速度差、容易发生误判等问题,该文提出了一种基于滞环比较的变步长改进型扰动观察法。文中对光伏电池进行了深入的研究,探讨了升压变换器实现最大功率点跟踪MPPT的原理,在Matlab/Simulink中建立了MPPT的仿真模型,通过仿真验证了该方法的可行性。采用DSP(芯片为TMS320F28335)进行了实验,验证了该方法能快速跟踪到最大功率点,并且有良好的启动特性,有效消除了误判及最大功率点附近的振荡现象。 展开更多

关键词 升压变换器 滞环比较 变步长扰动观察法 最大功率点跟踪 光伏

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矩阵变换器的电压型两步换流策略 被引量：29

4

作者 林桦 佘宏武 +1 位作者 何必 寿海明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期36-41,共6页

分析了基本的电压型两步换流策略,在输入两相电压值接近(电压换区间)时刻,由于输入相电压的相对大小判断错误而导致输入相的短路现象以及原因。为此,提出了基于电压型两步换流策略的矩阵变换器控制方法,通过引入过渡区间,并在过渡区间... 分析了基本的电压型两步换流策略,在输入两相电压值接近(电压换区间)时刻,由于输入相电压的相对大小判断错误而导致输入相的短路现象以及原因。为此,提出了基于电压型两步换流策略的矩阵变换器控制方法,通过引入过渡区间,并在过渡区间内定义新的P、M、N状态和PM、MN、NP暂态以及调整过渡区间中每个调制周期的零矢量和双向功率开关状态换流次序,可以避免输入相电压在过渡区间因判断不准确而出现的短路现象,实现矩阵变换器安全、可靠的两步换流和稳定运行,且输出电压波形和输入电流波形不受影响。在5kW矩阵变换器实验样机上进行了大量的实验,实验结果表明,所提出的控制方法可实现矩阵变换器电压型两步换流和安全运行,而不需要外加专门的精确检测输入相电压相对大小关系的测量装置,控制电路简单易行。 展开更多

关键词 矩阵变换器 电压型换流策略 两步换流 过渡区间 换序法

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面向直流微电网的升压型光伏发电系统研究 被引量：2

5

作者 赵展 《电测与仪表》 北大核心 2016年第18期100-106,共7页

针对面向直流微电网的升压型光伏发电系统,主要从光伏电池的工程模型、最大功率点跟踪控制技术以及升压型光伏发电系统的性能仿真与数字化实现等方面开展了深入的研究。根据P-U曲线的单峰性,确定了利用升压型变换器的阻抗变换作用和电... 针对面向直流微电网的升压型光伏发电系统,主要从光伏电池的工程模型、最大功率点跟踪控制技术以及升压型光伏发电系统的性能仿真与数字化实现等方面开展了深入的研究。根据P-U曲线的单峰性,确定了利用升压型变换器的阻抗变换作用和电导增量法相结合的最大功率点跟踪实现方案,并详细分析了电导增量法实现最大功率点跟踪的原理。通过研究传统的固定步长电导增量法最大功率点跟踪控制策略,提出了一种改进的变步长电导增量法,并这两种方法进行了仿真验证,并进行了实验研究。相应的实验结果证明了所设计的改进的的变步长电导增量法,解决了传统的固定步长电导增量法所存在的跟踪速度与稳态精度无法同时调节的问题。 展开更多

关键词 光伏发电 最大功率点跟踪 变步长电导增量法 升压型变换器

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集成耦合电感升压-反激变换器的建模及控制研究 被引量：2

6

作者 王伯荣 丁新平 +1 位作者 王天兵 苑红 《电气工程学报》 2015年第6期33-40,共8页

提出了一种高效率、高增益的升压DC-DC变换器——集成耦合电感升压一反激变换器。该变换器克服了传统升压电路高升压比对占空比的依赖,可在较小占空比下实现更高电压增益。与传统升压一反激变换器相比,可有效减小电容电压纹波,降低二极... 提出了一种高效率、高增益的升压DC-DC变换器——集成耦合电感升压一反激变换器。该变换器克服了传统升压电路高升压比对占空比的依赖,可在较小占空比下实现更高电压增益。与传统升压一反激变换器相比,可有效减小电容电压纹波,降低二极管反向恢复损耗。简要分析了该变换器的工作原理,使用状态空间平均法建立了在电流连续工作模式(CCM)下的小信号模型。由模型得到控制量至输出量的传递函数,设计出相应闭环控制系统。通过仿真研究证明了闭环系统的稳定性及建模方法的正确性,并在实验室设计30W样机对变换器进行实验验证。经实验、仿真结果和理论分析的比较,验证了理论分析的正确性和可行性。 展开更多

关键词 升压变换器 状态空间平均法 小信号模型 闭环控制

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基于三步离散法的DC-DC变换器模型预测控制研究 被引量：2

7

作者 陈荣 张胜涛 +1 位作者 李兆伟 毛永强 《计算机仿真》 北大核心 2022年第7期274-280,共7页

为了改善DC-DC变换器的控制精度和动态性能,设计了一种基于三步离散法的模型预测控制策略。所提策略在连续导通模式下,通过细化变换器可控开关管占空比所在区间,建立了Buck变换器、Boost变换器和双管Buck-Boost变换器的精确预测模型。此... 为了改善DC-DC变换器的控制精度和动态性能,设计了一种基于三步离散法的模型预测控制策略。所提策略在连续导通模式下,通过细化变换器可控开关管占空比所在区间,建立了Buck变换器、Boost变换器和双管Buck-Boost变换器的精确预测模型。此外,通过增设选择环节提高双管Buck-Boost变换器两模式工作状态下占空比区间选择准确度。最后,基于预测模型推导最优控制律,并建立了基于MATLAB/Simulink的仿真模型。仿真结果表明,所提控制方案能够有效降低输出电压超调并具有良好的动态响应特性。 展开更多

关键词 变换器 模型预测控制 三步离散法

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矩阵变换器输入功率因数可调时的换流控制策略 被引量：3

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作者 何必 乔鸣忠 +2 位作者 林桦 佘宏武 王兴伟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期191-197,共7页

矩阵变换器的电压型两步换流策略具有换流过程快,开关损耗小,不受运行工况影响,控制系统结构简单等优点。针对该方法在输入电压换区间时易发生短路的现象,一些文献提出了一种带有过渡区间的电压型两步换流策略,较好地解决了矩阵变换器... 矩阵变换器的电压型两步换流策略具有换流过程快,开关损耗小,不受运行工况影响,控制系统结构简单等优点。针对该方法在输入电压换区间时易发生短路的现象,一些文献提出了一种带有过渡区间的电压型两步换流策略,较好地解决了矩阵变换器在较大功率输出条件下的换流问题,但是该方法只适用于输入功率因数为1附近的情况,当输入功率因数变化较大时,系统仍会发生短路问题。为此,本文在具体分析换流过程的基础上,提出了适用于输入功率因数可调时的换流方法,在过渡区间内通过判断电压的相对大小,使用换序法将大压差电压调整至调制顺序的中间,避免了换流时可能出现的短路现象,进一步完善电压型两步换流策略。最后,仿真和实验结果表明本文所提出的改进策略是正确可行的。 展开更多

关键词 矩阵变换器 电压型换流策略 两步换流 过渡区间 换序法 功率因数可调

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首钢京唐公司转炉两步法冶炼自动控制系统的设计与应用

9

作者 胡丕俊 邱成国 《首钢科技》 2011年第5期17-21,共5页

针对首钢京唐公司转炉两步法冶炼工艺，以工艺模型为基础，结合计算机和自动化等技术，设计了不同的自动控制系统模型，实现了脱磷转炉和脱碳转炉自动控制，应用效果良好。

关键词 两步法 转炉 自动控制

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电力电子换流器离散小步合成实时仿真模型 被引量：7

10

作者 李子润 徐晋 +2 位作者 汪可友 吴盼 李国杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第20期5267-5277,共11页

随着电力电子换流器的开关频率越来越高,对电力电子化系统实时仿真的精度提出更高的要求,基于电感/电容(L/C)等效的定导纳开关模型是目前的主流开关模型之一,但这种模型的开关暂态过程存在“虚拟功率损耗”问题,开关频率越高,仿真结果... 随着电力电子换流器的开关频率越来越高,对电力电子化系统实时仿真的精度提出更高的要求,基于电感/电容(L/C)等效的定导纳开关模型是目前的主流开关模型之一,但这种模型的开关暂态过程存在“虚拟功率损耗”问题,开关频率越高,仿真结果失真越严重。该文首先构建电力电子换流器小步长模型的离散状态空间形式,基于此,构建电力电子换流器的小步合成实时仿真模型,保留L/C模型恒导纳特性的同时有效地消除了由开关支路主导的工作模态的暂态过程,进一步分析L/C开关模型支路对电力电子换流器的工作模态的影响,通过小步合成模型消除L/C模型引入的特征值,使L/C模型更精准地模拟理想开关,同时保留系统的正常工作模态。分别构建双有源桥、三相两电平逆变器和三电平逆变器的小步合成模型并进行实时仿真,与传统实时仿真模型对比表明,所提小步合成模型在不影响仿真效率的前提下,有效地解决了L/C开关模型的“虚拟功率损耗”问题,且具有较好的通用性,无需重新设置开关参数即可适用于多种拓扑。 展开更多

关键词 小步合成法 L/C模型 电力电子换流器 实时仿真 虚拟功率损耗

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基于勒让德多项式的MMC自适应反步控制策略 被引量：7

11

作者 徐雷 夏向阳 +3 位作者 敬华兵 刘奕玹 贺烨丹 易海淦 《中国电力》 CSCD 北大核心 2022年第3期18-27,共10页

针对柔性直流输电中模块化多电平换流器在运行过程中因严重信号干扰或器件温度上升等因素造成的系统动态模型结构中参数变化,使得系统的稳定控制效果不佳,引起系统安全运行事故等问题,提出了一种基于勒让德多项式的自适应反步法稳定控... 针对柔性直流输电中模块化多电平换流器在运行过程中因严重信号干扰或器件温度上升等因素造成的系统动态模型结构中参数变化,使得系统的稳定控制效果不佳,引起系统安全运行事故等问题,提出了一种基于勒让德多项式的自适应反步法稳定控制策略。该方法在静态abc坐标系下建立动态模型,利用勒让德多项式去逼近补偿模块化多电平换流器中因参数改变引起的误差值,从而消除对动态模型的影响,然后采用反步控制理论选取状态变量,构造Lyapunov函数,求得满足Lyapunov稳定性要求作为稳定控制的变量。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真模型和实验平台的验证表明,所提出的控制策略与工程中常用的PI控制策略相比拥有更好的控制性能和鲁棒性。 展开更多

关键词 模块化多电平换流器 动态模型 反步法 自适应控制 勒让德多项式

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一种具有快速动态响应的峰值电流控制 被引量：2

12

作者 何宏伟 林维明 《电气技术》 2014年第1期22-25,共4页

本文提出了一种负载电流注入的开关落地降压式Cuk变换器电流型控制策略,主电路可以实现驱动方便的低输入输出纹波降压变换。采用该控制方案可以有效地提高系统的动态响应能力。本文简要介绍该开关落地降压式Cuk变换器工作原理,分析了快... 本文提出了一种负载电流注入的开关落地降压式Cuk变换器电流型控制策略,主电路可以实现驱动方便的低输入输出纹波降压变换。采用该控制方案可以有效地提高系统的动态响应能力。本文简要介绍该开关落地降压式Cuk变换器工作原理,分析了快速动态控制工作过程和相关设计,并通过Pspice软件仿真和实验样机的方式,验证了该控制方案具有比传统峰值电流控制更为快速的动态响应能力。 展开更多

关键词 开关落地降压式Cuk变换器 低输入输出纹波 快速负载动态响应 控制策略

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双有源桥变换器电流应力优化 被引量：3

13

作者 王洋 赵训威 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2022年第4期130-132,140,共4页

由于传统单移相(SPS)控制下双有源桥(DAB)DC/DC变换器仅有一个自由度,在输入、输出电压不匹配时,存在较大电感电流应力。在双重移相(DPS)控制策略的基础上,分析了两种工作模式下传输功率与电流应力的特性。提出了自适应步长法以优化电... 由于传统单移相(SPS)控制下双有源桥(DAB)DC/DC变换器仅有一个自由度,在输入、输出电压不匹配时,存在较大电感电流应力。在双重移相(DPS)控制策略的基础上,分析了两种工作模式下传输功率与电流应力的特性。提出了自适应步长法以优化电感电流应力,以减少传统优化策略所需的离线计算量。最后通过搭建实验样机验证了控制策略的有效性。 展开更多

关键词 变换器 双重移相 电流应力 自适应步长法

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基于多分类集成的降压式变换器电路故障预测算法

14

作者 毛伟 余刃 +1 位作者 刘明辉 殷少轩 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期364-368,共5页

提出基于堆叠法的多分类器集成算法,用于降压式变换器电路故障诊断。首先利用蒙特卡洛采样提取出特征参数制作降压式变换器电路数据集;利用不同分类器对训练样本进行五叠交叉验证分类,再根据堆叠法的两层模型将多个分类器融合,提高预测... 提出基于堆叠法的多分类器集成算法,用于降压式变换器电路故障诊断。首先利用蒙特卡洛采样提取出特征参数制作降压式变换器电路数据集;利用不同分类器对训练样本进行五叠交叉验证分类,再根据堆叠法的两层模型将多个分类器融合,提高预测准确度。通过与各算法分类效果对比,本文集成算法提高降压式变换器电路的故障预测准确率达97.8%,验证了算法的可行性及有效性。 展开更多

关键词 降压式变换器 电路故障诊断 分类算法 堆叠法 集成算法

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基于变步长扰动的无线电能传输最优负载跟踪

15

作者 陈从靖 李志华 刘自鹏 《计算机仿真》 北大核心 2017年第11期158-162,共5页

效率问题是制约无线电能传输发展的主要因素之一。针对磁耦合谐振式无线电能传输中存在的耦合线圈相对位置变化与负载变化引起的阻抗失配导致效率下降的问题,提出一种基于变步长扰动观察法的DC-DC变换器最大效率点跟踪方法。应用电路模... 效率问题是制约无线电能传输发展的主要因素之一。针对磁耦合谐振式无线电能传输中存在的耦合线圈相对位置变化与负载变化引起的阻抗失配导致效率下降的问题,提出一种基于变步长扰动观察法的DC-DC变换器最大效率点跟踪方法。应用电路模型对传输系统建模分析获得最大系统效率下的负载值,利用变步长方法对DC-DC变换器占空比的动态控制实现最优负载跟踪。仿真结果验证了方法在不同线圈距离及不同负载下均可达到系统特定条件下的效率最优点,并且在最优负载追踪时拥有更好的动态速度和稳态性能。 展开更多

关键词 最大效率点 负载跟踪 直流变换器 变步长扰动观察法

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矩阵变换器的电压型换流策略研究 被引量：1

16

作者 张文胜 张军 苏冠敏 《船电技术》 2010年第9期26-30,共5页

矩阵变换器由于换流困难始终无法在大功率环境中得到推广应用,本文在传统的电压型两步换流法的基础上,提出了一种电压型两步换流策略。该方法通过调整矢量顺序避免了电压接近的输入相之间的换流,解决了原来换区间时输入相容易短路的现象... 矩阵变换器由于换流困难始终无法在大功率环境中得到推广应用,本文在传统的电压型两步换流法的基础上,提出了一种电压型两步换流策略。该方法通过调整矢量顺序避免了电压接近的输入相之间的换流,解决了原来换区间时输入相容易短路的现象,完善了电压型换流策略。该策略不仅对输入输出波形影响较小,而且实现较为简单,系统开关损耗也不会发生变化。输出实验表明,该换流策略是可行的,所提出的新型换流策略可以在大功率交-交电力变换中得到进一步推广和应用。 展开更多

关键词 矩阵变换器 两步换流 换序法 电压型换流策略

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获取开关变换器小信号模型的阶跃响应法

17

作者 张瑜 王润新 《通信电源技术》 2014年第5期1-4,共4页

文章讨论从阶跃响应波形中获取开关变换器小信号模型的方法。通过对处于稳态的变换器施加小信号阶跃扰动并将输出结果与原稳态输出作差,获得能正确反映该稳态工作点处小信号特性的阶跃响应波形;应用小信号激励和响应之间的线性关系可将... 文章讨论从阶跃响应波形中获取开关变换器小信号模型的方法。通过对处于稳态的变换器施加小信号阶跃扰动并将输出结果与原稳态输出作差,获得能正确反映该稳态工作点处小信号特性的阶跃响应波形;应用小信号激励和响应之间的线性关系可将阶跃响应波形换算为同一系统的斜坡响应波形;通过对斜坡响应波形等间隔采样并采用最小二乘法进行参数估计,可以拟合出系统的脉冲传递函数;由离散系统的脉冲传递函数可以导出连续系统小信号模型的解析表达式。文中给出建模过程和实例,测试结果与使用状态空间平均法所得结果的比较证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 开关变换器 小信号模型 最小二乘法 阶跃响应 传递函数

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换流变分接头故障分析及排查方法 被引量：2

18

作者 林泉 朱净松 杨洋 《云南电力技术》 2017年第6期84-87,共4页

换流变分接头调节作为高压直流输电系统的重要组成部分之一,对提供理想空载电压、控制触发角在合理范围、减少直流系统无功消耗、保证直流系统安全稳定运行有着重要意义。本文以永富直流输电工程为研究对象,首先介绍了分接头控制硬件回... 换流变分接头调节作为高压直流输电系统的重要组成部分之一,对提供理想空载电压、控制触发角在合理范围、减少直流系统无功消耗、保证直流系统安全稳定运行有着重要意义。本文以永富直流输电工程为研究对象,首先介绍了分接头控制硬件回路,包括档位信号回路、动作回路。之后从分接头调档控制逻辑、失步判断、操作失败逻辑三个方面详细分析了分接头控制软件回路,最后结合永仁换流站出现的分接头故障总结出分接头故障排查方法流程图及预防措施。本文研究成果将有助于提高换流站运维人员对换流变分接头的故障处理能力。 展开更多

关键词 直流输电 换流变分接头 BCD码故障 失步 故障排查

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