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一种基于数字孪生的灰盒单相PWM整流器建模与健康参数监测方法 被引量:2
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作者 张思慧 宋文胜 +2 位作者 唐涛 邹宇超 张志伟 《电工技术学报》 北大核心 2025年第2期463-476,共14页
基于单相两电平脉宽调制(PWM)整流器工作原理及其闭环控制策略,建立其离散化数学模型,并考虑实际工程应用中控制参数未知的情况,结合整流器外特性实验数据,依托优化粒子群算法(PSO),构建单相PWM整流器数字孪生灰盒模型。该模型可依据当... 基于单相两电平脉宽调制(PWM)整流器工作原理及其闭环控制策略,建立其离散化数学模型,并考虑实际工程应用中控制参数未知的情况,结合整流器外特性实验数据,依托优化粒子群算法(PSO),构建单相PWM整流器数字孪生灰盒模型。该模型可依据当前实测外特性数据,准确地监测控制参数和表征健康状态的关键参数,进而实现对实际整流系统的运行特性跟踪与模拟,该方法可为整流系统的非侵入式健康状态监测提供可能,并可用于指导实际系统中控制参数优化。为验证数字孪生灰盒模型及监测方法的正确性与有效性,该文在不同参数和多种工况下开展了模型验证与监测实验。结果表明,所建模型具有对实际整流器外部运行特性的模拟能力,监测误差小于5%且能够识别参数变化趋势。同时也探究了不同智能优化算法对监测性能的影响,论证了优化粒子群算法在此应用条件下的优越性。 展开更多
关键词 单相pwm整流器 数字孪生 灰盒模型 状态监测 IGBT
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基于自适应频率DPWM的数字控制Buck变换器 被引量:4
2
作者 白正杨 甄少伟 +2 位作者 胡怀志 谢泽亚 张波 《微电子学》 CAS 北大核心 2021年第6期860-865,共6页
为了用于固定频率电压模PWM控制,提出了一种基于自适应频率DPWM的数字控制Buck变换器。在负载阶跃响应时,DPID的输出值发生改变,以调制PWM信号的占空比;DPWM频率根据输出误差值而变化,提高了PWM信号的调制强度。通过小数分频和检测ADC输... 为了用于固定频率电压模PWM控制,提出了一种基于自适应频率DPWM的数字控制Buck变换器。在负载阶跃响应时,DPID的输出值发生改变,以调制PWM信号的占空比;DPWM频率根据输出误差值而变化,提高了PWM信号的调制强度。通过小数分频和检测ADC输出,实现了DPWM频率的变化。采用分段调节的方式,有效改善了电路的瞬态响应。该Buck变换器基于0.18μm CMOS工艺设计。仿真结果表明,当负载电流在10~20 A范围变化时,过冲电压降低了5 mV,恢复时间缩短了10.5μs,下冲电压降低了8 mV,恢复时间缩短了9.6μs。 展开更多
关键词 数字控制Buck变换器 小数分频 自适应频率dpwm
原文传递
一种用于数字峰值电流模Buck的高精度DPWM设计 被引量:2
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作者 张佳萌 常昌远 +1 位作者 郑丽霞 于利民 《微电子学》 CAS 北大核心 2023年第6期1079-1084,共6页
为减小脉冲关断延迟,提出了一种用于数字峰值电流模Buck的高精度数字脉冲宽度调制器(DPWM)的设计方案。采用粗调与细调相结合的分段式架构思想,粗调部分由全局时钟控制计数器-比较器模块构成,细调部分由锁相环组成的相移电路、计数器-... 为减小脉冲关断延迟,提出了一种用于数字峰值电流模Buck的高精度数字脉冲宽度调制器(DPWM)的设计方案。采用粗调与细调相结合的分段式架构思想,粗调部分由全局时钟控制计数器-比较器模块构成,细调部分由锁相环组成的相移电路、计数器-比较器、多路选择器和逻辑门构成,以此产生不同精度的两段式延迟叠加,实现较高的DPWM输出精度。采用Vivado和Xilinx7系列FPGA,仿真并测试了搭载高精度DPWM的Buck。仿真结果表明,DPWM时间分辨率为250 ps,精度为0.01%。此外,测试结果表明,与低精度DPWM相比,设计的高精度DPWM一定程度上抑制了系统的极限环振荡,提高了Buck的环路带宽及系统稳定性。 展开更多
关键词 高精度dpwm调制器 数字开关电源 峰值电流模 降压变换器
原文传递
数字控制高频变换器的新颖PWM方法 被引量:29
4
作者 彭力 林新春 +1 位作者 康勇 陈坚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第10期47-51,共5页
数字化PWM调制在高频应用中存在精度受限制的问题 ,该文提出一种新的PWM技术———双调制PWM ,结合高频和低频的优势 ,解决了数字化PWM中高频与精度之间的矛盾 ,使数字化PWM可用于高频、高精度电能变换器之中 ,理论分析、仿真和实验结... 数字化PWM调制在高频应用中存在精度受限制的问题 ,该文提出一种新的PWM技术———双调制PWM ,结合高频和低频的优势 ,解决了数字化PWM中高频与精度之间的矛盾 ,使数字化PWM可用于高频、高精度电能变换器之中 ,理论分析、仿真和实验结果均论证了这一方法的优越性。 展开更多
关键词 高频变换器 数字控制 pwm 控制电路
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基于DPWM的开关电源并联供电系统 被引量:2
5
作者 杨剑 曾国强 +2 位作者 葛良全 李强 罗群 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期139-141,共3页
为满足大功率低电压开关电源稳定、高效率和低纹波的要求,研究开关电源并联供电系统具有重要的意义。使用高性能的STM32控制器产生两路高精度、互补的DPWM信号,控制两路MOS管的导通时间,从而控制两路开关电源的分流,实现了两路开关电源... 为满足大功率低电压开关电源稳定、高效率和低纹波的要求,研究开关电源并联供电系统具有重要的意义。使用高性能的STM32控制器产生两路高精度、互补的DPWM信号,控制两路MOS管的导通时间,从而控制两路开关电源的分流,实现了两路开关电源的数字开关均流技术。任意一路开关电源出现故障时,能自动分配电流到另一路,使负载上的电压保持稳定,并设计了消除采样电阻上压降对输出电压影响的直流误差补偿电路。最后给出了电源模块的试验测量数据,验证了设计的可靠性、合理性,具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 STM32 dpwm 数字开关均流 直流误差补偿 开关电源 并联供电
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数字弧焊逆变电源PWM芯片的VHDL语言设计 被引量:6
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作者 丁京柱 王伟明 +1 位作者 刘嘉 殷树言 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期47-50,共4页
随着弧焊逆变电源的全数字化和软开关化 ,满足数字化控制系统要求的PWM发生芯片的设计成为技术发展的关键。文中在研究分析脉宽调制芯片工作原理的基础上 ,在Altera公司MAX +PLUSII集成开发环境下采用VHDL语言完成了数字PWM芯片的设计... 随着弧焊逆变电源的全数字化和软开关化 ,满足数字化控制系统要求的PWM发生芯片的设计成为技术发展的关键。文中在研究分析脉宽调制芯片工作原理的基础上 ,在Altera公司MAX +PLUSII集成开发环境下采用VHDL语言完成了数字PWM芯片的设计描述。软件仿真和功率试验表明设计的数字PWM芯片能够满足DSP快速信号传输和弧焊逆变电源中IGBT驱动的需要 ,具有可靠性高、抗干扰能力强。 展开更多
关键词 数字弧焊逆变电源 数字pwm 复杂可编程逻辑器件 硬件描述语言
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一种基于CPLD实现的数字化PWM波形产生器 被引量:15
7
作者 冯小平 张林 赵焕军 《现代电子技术》 2003年第3期71-72,共2页
根据 PWM波形的产生原理 ,设计和实现了一种由 CPL D实现的数字化 PWM波形产生器。他具有灵活简便、控制精确。
关键词 CPLD 数字 pwm波形产生器 可编程 原理
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具有延时补偿的数字控制在PWM整流器中的应用 被引量:31
8
作者 李春龙 沈颂华 +3 位作者 卢家林 姜红勇 白小青 石涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期94-97,共4页
由零阶保持器及计算时间产生的控制延时是数字控制的主要缺点之一,这会导致系统振荡以至不稳定。为补偿延时,提出了一种基于状态反馈的新方法。该方法没有采用状态观测器,首先建立包含延时影响的PWM整流器的新数学模型,然后采用线性状... 由零阶保持器及计算时间产生的控制延时是数字控制的主要缺点之一,这会导致系统振荡以至不稳定。为补偿延时,提出了一种基于状态反馈的新方法。该方法没有采用状态观测器,首先建立包含延时影响的PWM整流器的新数学模型,然后采用线性状态反馈,通过配置系统极点,得到新控制器。该方法消除延时影响不仅保证系统稳定而且对给定电流输入可取得无差拍响应。1kW的能量回馈型交流电子负载样机被用于验证新方法。样机采用20kHz的开关频率和TMS320F2812DSP控制芯片。样机实验验证了理论分析的正确。 展开更多
关键词 数字控制 延时补偿 无差拍 交流电子负载 pwm整流器
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变频空调器用全数字化空间矢量PWM逆变器研究 被引量:8
9
作者 姜孝华 张光昭 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2000年第1期14-16,共3页
针对变频空调器对变频调速的要求 ,研制出采用修改空间矢量PWM控制的逆变器 ,以改善其在调制系统M大于 1时的线性放大特性 ,控制器用NEC先进的UPD780 988单片机实现 ,并成功地用于一拖二变频空调的压缩机变频调速 。
关键词 变频空调器 数字化空间矢量 pwm 逆变器
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一种简单的直接数字式空间矢量PWM实现方法 被引量:1
10
作者 于飞 张晓锋 +1 位作者 李槐树 宋庆国 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2005年第1期71-75,共5页
针对常规SVPWM实现困难的缺点,根据零序信号注入方法以及“伏 秒”平衡原理,提出了一种新的SVPWM实现方法,利用这种方法可以直接获得逆变器开关触发时刻,因此可以减小运算器执行周期,提高计算速度.用该方法实现了永磁同步电动机的磁场... 针对常规SVPWM实现困难的缺点,根据零序信号注入方法以及“伏 秒”平衡原理,提出了一种新的SVPWM实现方法,利用这种方法可以直接获得逆变器开关触发时刻,因此可以减小运算器执行周期,提高计算速度.用该方法实现了永磁同步电动机的磁场定向矢量控制,并进行了仿真和实验研究,证明了新方法的正确性和优越性. 展开更多
关键词 空间矢量pwm 零序信号 直接数字pwm 矢量控制
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脉宽调制(PWM)数字开关阀在带钢纠偏控制中的应用 被引量:1
11
作者 杨逢瑜 杨瑞 +1 位作者 刘峰 杨洪娟 《液压与气动》 北大核心 2005年第6期64-66,共3页
分析用PWM数字开关阀控制液压纠偏缸的原理,建立液压缸的速度与PWM脉宽的数学模型,并用于轧钢厂带钢纠偏系统的改造。实际应用表明,PWM开关阀在带钢纠偏控制系统中提高了纠偏响应速度和控制精度,能够满足生产要求,比传统的电液伺服控制... 分析用PWM数字开关阀控制液压纠偏缸的原理,建立液压缸的速度与PWM脉宽的数学模型,并用于轧钢厂带钢纠偏系统的改造。实际应用表明,PWM开关阀在带钢纠偏控制系统中提高了纠偏响应速度和控制精度,能够满足生产要求,比传统的电液伺服控制元件控制效果好,并降低了生产成本。 展开更多
关键词 pwm数字开关阀 纠偏原理 控制 应用
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全数字化直流电机PWM调速实验教学平台设计 被引量:8
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作者 刘洋 王钦若 高军礼 《机床与液压》 北大核心 2017年第23期61-65,69,共6页
直流电机调速实验教学综合平台以C8051F040为主控芯片,进行双闭环可逆直流PWM调速系统全数字化设计。提出一种利用C8051单片机的可编程计数器阵列输出16位PWM波的方法取代数字脉冲触发器。主要设计了电流采样、转速检测、模数转换、脉... 直流电机调速实验教学综合平台以C8051F040为主控芯片,进行双闭环可逆直流PWM调速系统全数字化设计。提出一种利用C8051单片机的可编程计数器阵列输出16位PWM波的方法取代数字脉冲触发器。主要设计了电流采样、转速检测、模数转换、脉宽调制信号生成、电机驱动等电路。采用调节器工程设计方法,设计电流和转速调节器的PI参数,通过MATLAB验证和软件编程实现。该系统具有转速、电流和PI参数键盘输入和在线修改功能,电机旋转方向判断,转速、电流及功率模块的温度显示和报警功能。该实验教学平台实际运行可靠,能满足实验教学的要求。 展开更多
关键词 实验教学 双闭环直流pwm调速 数字PI调节器 M/T测速法
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PWM数字比例溢流阀控制器设计 被引量:2
13
作者 杨树军 苏利杰 周中锐 《机床与液压》 北大核心 2008年第9期209-211,共3页
分析了PWM电液比例溢流阀的工作原理与控制原理,完成了其控制器的硬件电路和软件设计。该控制器采用闭环控制,通过控制高速开关阀PWM信号占空比实现系统压力调节,控制精度高、实时性好,适合车辆动力换挡油压控制。
关键词 数字比例溢流阀 控制器 高速开关阀 pwm 8098单片机
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基于PWM整流器模型的三相系统全数字锁相环 被引量:2
14
作者 史旺旺 刘超 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期714-716,共3页
提出了基于三相PWM整流器的数字锁相环模型,该模型结构简单、物理意义明确。因模型中含有频率参数,同时考虑到电力系统的频率变化,利用Lyapunov函数设计了自适应镇定控制器,在锁相过程的同时,给出系统频率自适应率。因而本模型具有较宽... 提出了基于三相PWM整流器的数字锁相环模型,该模型结构简单、物理意义明确。因模型中含有频率参数,同时考虑到电力系统的频率变化,利用Lyapunov函数设计了自适应镇定控制器,在锁相过程的同时,给出系统频率自适应率。因而本模型具有较宽的频率、相位跟踪范围和相位的快速响应等特点。仿真结果验证了本方案的有效性。 展开更多
关键词 数字锁相环 pwm整流器 LYAPUNOV函数 自适应
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一种利用 PWM 控制的高速数字阀电液振动装置 被引量:4
15
作者 朱建公 刘传慧 《机械工程师》 北大核心 1998年第5期8-9,共2页
介绍了一种利用PWM控制的高速数字阀电液振动装置,从理论上对数字阀及电液系统进行了数学建模和仿真分析,结果表明该系统工作稳定,较现有的液压振动装置有更好的应用前景。
关键词 pwm控制 高速数字 电液振动装置
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用于数字D类放大器的双边PWM调制模块 被引量:2
16
作者 史龙飞 樊养余 +2 位作者 吕国云 袁永金 黄伯骅 《电子设计工程》 2014年第15期112-115,共4页
文中介绍了一种双边PWM调制的数字D类放大器调制模块,使用伪自然采样法消除谐波失真。该伪采样算法是将牛顿-拉夫森迭代法和多项式逼近法相结合而形成的。近年来,虽有较多关于前沿PWM调制(LEPWM)和后沿PWM调制(TEPWM)的数字D类放大器的... 文中介绍了一种双边PWM调制的数字D类放大器调制模块,使用伪自然采样法消除谐波失真。该伪采样算法是将牛顿-拉夫森迭代法和多项式逼近法相结合而形成的。近年来,虽有较多关于前沿PWM调制(LEPWM)和后沿PWM调制(TEPWM)的数字D类放大器的文献,但基于双边PWM(DEPWM)调制的数字D类放大器方面的文献较少。因此本文利用现有的噪声整形技术,基于牛顿-拉夫森迭代法的伪采样算法等实现了一种用于数字D类放大器的双边PWM调制模块,并使用FPGA搭建了一个24位立体声数字音频D类放大器调制系统。经测试,该调制系统THD+N@6 kHz性能达到-80.5 dB。 展开更多
关键词 数字D类放大器 伪采样pwm调制 双边pwm调制 牛顿-拉夫森迭代法
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基于状态空间的PWM逆变器数字PI双环控制技术研究 被引量:2
17
作者 谢维 段建民 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期283-288,共6页
主要研究了数字控制的实际应用情况以及脉宽调制(PWM)正弦波逆变器的特点,包括电流内环电压外环的双闭环控制。在建立逆变器控制系统状态空间模型的基础上,详细分析了外环为输出电压,内环为电感电流加负载电流前馈控制对应的控制策略的... 主要研究了数字控制的实际应用情况以及脉宽调制(PWM)正弦波逆变器的特点,包括电流内环电压外环的双闭环控制。在建立逆变器控制系统状态空间模型的基础上,详细分析了外环为输出电压,内环为电感电流加负载电流前馈控制对应的控制策略的稳定性和动态响应。先对控制系统直接离散化,再利用极点配置的方法进行系统参数设计。从响应速度、外特性、稳定性方面进行了具体分析,结果说明在离散域里双环控制逆变器具有较好的动态响应速度和输出外特性。最后通过实验验证和仿真波形分析,证明这种双环控制技术能满足各项性能指标要求。 展开更多
关键词 pwm逆变器 状态观测器 扰动观测器 双环控制 极点配置 数字控制
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一种可实现PFM和PWM及其自动切换的数字控制电路 被引量:1
18
作者 郑耀林 洪健 《电工电能新技术》 CSCD 2000年第4期1-4,16,共5页
本文提出了一种可实现 PFM和 PWM的任意选择及相互间自动切换的数字PID控制电路 ,对带辅助开关的半桥式串联共振型 DC- DC变换器进行控制 。
关键词 数字控制电路 自动切换 PFM pwm DC-DC变换器
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PWM基带数字信号的产生与检测 被引量:2
19
作者 李莉 胡之惠 《上海师范大学学报(自然科学版)》 2002年第3期31-36,共6页
用 555定时器构成PWM基带数字信号产生电路。对PWM信号的解调电路性能进行了分析。
关键词 pwm基带数字信号 555定时器 解调电路 脉宽调制 信号产生电路 数字通信 信号检测
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数字化通用PWM控制器的设计 被引量:4
20
作者 何西凤 黄念慈 《电源技术应用》 2006年第5期1-5,共5页
提出了一种采用现场可编程门阵列(FPGA)器件实现数字化通用PWM控制器的方案。该控制器能灵活地产生多路PWM脉冲,可应用于PWM的全数字化控制,并针对一软开关Boost变换器进行了实验,给出了实验结果。
关键词 FPGA pwm控制电路 数字化控制
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