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基于Lyapunov间接法分析的恒功率负载电源变换器宽稳定控制策略被引量：12: 2017年; 在航空航天供电系统中,随着变换器负载和电动机负载的不断增加,恒功率负载在用电设备中所占的比重越来越大。这种负载因内部闭环控制而呈现恒功率特性,是导致系统不稳定的主要原因之一。而应用于航空航天的独立电源变换系统,由于受到体积和重量的限制,对变换器的设计提出了更高的要求。本文提出一种基于前级电感电流的高频分量直接注入占空比的补偿方法,不仅可以减小供电系统中母线滤波电容尺寸,还能使因恒功率负载造成的不稳定现象得到抑制,提高系统稳定工作范围。以现代飞机直流供电系统中常见的Boost变换器为例,建立系统的状态空间模型,并利用Lyapunov间接法分析系统的稳定性,最后给出仿真及实验结果,验证了所提控制策略的正确性和可行性。结果表明,采用这种占空比补偿技术可在相同功率输出条件下,减少约8倍的母线滤波电容。; 庞圣钊皇甫宜耿郭亮Babak Nahid-Mobarakeh马睿; 关键词：恒功率负载多电飞机

大扰动Buck-Boost变换器的鲁棒高阶滑模控制被引量：41: 2015年; 在利用诸如风、光、氢等随机性新能源发电的过程中,由于间歇性的能量输入和不断变化的输出负载等原因,对电源变换器的鲁棒性设计提出了更高的要求。针对传统滑模控制变换器自身存在不可避免的抖颤问题,该文基于一种Super-Twisting高阶滑模控制算法,设计了以TMS320F28035为控制核心的无抖颤、强鲁棒滑模电源变换器。并以Buck-Boost变换器为例,针对随机性新能源发电中输入输出端存在的大扰动问题,与增量式PI控制效果进行对比实验。实验结果表明:高阶滑模控制变换器在输出负载大扰动下具有很强的鲁棒性;高阶滑模控制变换器在输入电压大扰动下同样具有很强的鲁棒性。; 吴宇皇甫宜耿张琳周雒维; 关键词：BUCK-BOOST变换器高阶滑模控制大扰动鲁棒性

一种带耦合电感和充电泵的单级式高增益光伏微逆变器拓扑: 2016年; 传统的双级式微逆变器通常由一级具有最大功率点跟踪功能的高增益DC-DC变换器和一级全桥逆变器串级组成。单级式微逆变器可以在一级功率拓扑中实现上述功能,因而具有结构简单、器件少的优势。然而,单级式拓扑在高增益升压、功率解耦方面给设计工作带来了挑战。提出一种带耦合电感和充电泵的单级式高增益微逆变器拓扑,引入耦合电感和充电泵实现高电压增益;利用Boost变换器与全桥逆变器共用开关管实现单级式拓扑;同时保留了高压直流母线,从而可以减小解耦电容容值。仿真和实验结果验证了该拓扑具有较高的电压增益、较小的解耦电容、高质量的正弦输出、以及较高的变换效率。; 赵犇马瑞卿皇甫宜耿Alexander Abramovitz; 关键词：单级式高增益耦合电感充电泵功率解耦

大扰动下Buck电源变换PCL控制器设计被引量：3: 2016年; 为提高系统在大扰动下的响应的快速性和鲁棒性,针对纯电动汽车上的DC-DC变换器,设计了一种基于prescribed convergence law(PCL)算法的鲁棒滑模控制器。以Buck变换器为例,验证该滑模算法在有限时间内的收敛性,并与PI和传统滑模控制效果进行对比。结果表明:1无扰动时,PCL滑模算法稳态精度高,调节时间短,输出纹波小;2输入电压和负载电阻大扰动时,PCL滑模算法响应速度更快,鲁棒性更强。; 许佳妮皇甫宜耿卓生荣庞圣钊; 关键词：BUCK变换器 PI

离网型风光互补发电系统多模态能量控制与管理被引量：17: 2013年; 离网型风光互补发电系统是一种合理配置新能源的独立电源系统,由于自然界中风能、太阳能出现的不可预测性,以及负载、储能状态的随机性,提出一种基于风光互补发电系统多模态能量流的分析法,研究了各模态及模态间转化特性,给出了四种典型状态下风光互补发电系统的能量控制及管理。采用闭环电压控制使风力发电通道和光伏发电通道输出电压恒定,为用电设备和储能元件提供安全可靠的电能。通过MATLAB/Simulink软件对离网型风光互补发电系统多模态能量控制进行了仿真,结果表明离网型风光互补发电系统工作可靠,验证了多模态分析法的有效性。; 皇甫宜耿安晓彤马瑞卿骆光照; 关键词：风光互补多模态能量管理

一种鲁棒无抖颤滑模控制的Buck-Boost变换器被引量：10: 2014年; 利用风、光、氢等新能源发电过程中,经常遇到能量输入和功率输出的随机性,这对电源变换器鲁棒性设计提出了更高要求。针对传统滑模控制变换器由于自身控制律的离散型存在不可避免的抖颤问题,基于一种Super-Twisting控制算法设计无抖颤滑模变换器,其核心思想是将离散控制律转移至更高阶的滑模面,从本质上消除抖颤的影响。以电源变换器Buck-Boost为例,针对新能源发电中存在的间歇性扰动问题,与典型PI控制效果进行对比试验。仿真结果表明:1)动态滑模控制变换器在输入、输出大扰动下具有很强的鲁棒性;2)在频响跟踪方面具有快速收敛性,其变换器频响可以达到20 Hz以上,远优于传统PI控制。; 皇甫宜耿吴宇马瑞卿

一种迭代黄金分割法的独立光伏系统被引量：3: 2016年; 针对光伏发电系统的宽范围输入及高利用率要求,采用变步长迭代黄金分割法实现最大能量捕获控制。首先,在工程软件环境下对光伏系统进行动态仿真,仿真结果表明系统可行性及算法的稳定性。在此基础上,设计了以浮点型数字信号处理器TMS320F28035为控制芯片的能量转换硬件电路,并完成了黄金分割算法的软件实现。实验结果验证了算法的有效性,系统在环境变化时30ms即可收敛到新的最大功率点,跟踪速度快,同时具有鲁棒性强和效率高的特点,算法的实现为工程实践和光伏发电系统推广应用提供了一种可工程化的寻优控制算法参考。; 马睿皇甫宜耿李玉忍吴宇; 关键词：光伏发电系统最大功率点跟踪快速性鲁棒性

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国家教育部博士点基金(20126102120050)