有源濾波器滯環(huán)電流控制關(guān)鍵技術(shù)研究項(xiàng)目摘要

有源濾波器（APF）是治諧節(jié)能的重要手段和未來的發(fā)展方向，但存在損耗大、可靠性低、造價高等缺陷，改進(jìn)有源濾波器輸出電流控制方法是提高其性價比的關(guān)鍵性手段之一。滯環(huán)電流控制方法有可靠性高、響應(yīng)快等重要優(yōu)點(diǎn)，文[24，25]中分別提出了采用基于最優(yōu)電壓矢量的滯環(huán)電流控制方法和基于優(yōu)化電壓矢量的定頻滯環(huán)電流控制方法，取得了重要進(jìn)步，但還存在許多不足之處。..申請者在理論上深入研究基于最優(yōu)電壓矢量的滯環(huán)電流控制方法和最優(yōu)SVPWM的內(nèi)在聯(lián)系后，引入相序變換，對三相開關(guān)實(shí)行相位控制，將可以首次實(shí)現(xiàn)用最優(yōu)電壓矢量進(jìn)行定頻滯環(huán)控制，而且可無縫轉(zhuǎn)換控制矢量集，因此能充分利用控制自由度，優(yōu)化選擇最小損耗的開關(guān)動作，實(shí)現(xiàn)最低損耗的有源濾波器定頻滯環(huán)電流控制。初步研究表明這種方法將再次大幅下降有源濾波器的開關(guān)損耗、提高其可靠性，有著重大的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價值。這一方法也將推廣到多電平有源濾波器。

滯后對控制系統(tǒng)的品質(zhì)有很不利的影響，由于滯后的存在，往往會導(dǎo)致擾動無法及早察覺，控制作用無法及時奏效，造成控制效果不好甚至無法控制。因此針對滯后現(xiàn)象設(shè)計的控制系統(tǒng)一直是控制科學(xué)中十分關(guān)注的問題。

時滯控制系統(tǒng)采樣控制

采樣控制是一種定周期的斷續(xù)控制方式，即控制器以一定時間間隔采樣一次被控參數(shù)，與設(shè)定值比較后經(jīng)控制規(guī)則產(chǎn)生控制信號，只要該時間間隔大于純滯后時間，就可以逐漸修正控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定狀態(tài)。

該方法犧牲了控制速度，采取等待的方式避免控制器因?yàn)榧儨螽a(chǎn)生過反應(yīng)、過操作。這是一種比較簡單粗糙的解決方案，對于精度和速度要求不高的系統(tǒng)較為適用。

時滯控制系統(tǒng)史密斯預(yù)估補(bǔ)償控制

為了改善大滯后系統(tǒng)的品質(zhì)，1957年O.J.M.Smith提出了一種以過程模型為基礎(chǔ)的大滯后預(yù)估補(bǔ)償控制方法，故稱為Smith預(yù)估補(bǔ)償控制。

該方法按照對象特性，設(shè)計一種模型加入到反饋控制系統(tǒng)，估計出對象在擾動作用下的動態(tài)響應(yīng)，提早進(jìn)行補(bǔ)償，使控制器提前動作，從而降低超調(diào)量，加速調(diào)節(jié)過程。2100433B

超前/滯后控制是指普遍采用前置計數(shù)器和后置計數(shù)器實(shí)現(xiàn)觸發(fā)點(diǎn)前后的采集樣點(diǎn)數(shù)的控制，提出用一個計數(shù)器實(shí)現(xiàn)觸發(fā)點(diǎn)前后的采集樣點(diǎn)數(shù)的控制的方案，例如：對于存儲深度深的數(shù)字示波器，可以大大減少資源，節(jié)約成本，對中價位數(shù)字示波器的生產(chǎn)和應(yīng)用十分有利。

超前/滯后控制是數(shù)字示波器的時基電路中的核心，控制捕捉觸發(fā)點(diǎn)前后的信息。在數(shù)字示波器的設(shè)計中，無論是實(shí)時采樣示波器還是非實(shí)時采樣示波器(順序采樣、隨機(jī)采樣)多采用了超前/滯后控制的方案。設(shè)定觸發(fā)點(diǎn)前后的采集存儲樣點(diǎn)數(shù)，提供A/D采集轉(zhuǎn)化器后的數(shù)據(jù)緩沖器以及RAM的采集使能信號和采集結(jié)束信號，用來控制向RAM中啟動寫和停止寫采集數(shù)據(jù)，從而達(dá)到既能捕捉觸發(fā)點(diǎn)前的信號，又能捕捉觸發(fā)點(diǎn)后的信號。

滯后一超前校正控制系統(tǒng)的一種校正方式。是校正裝置的傳遞函數(shù)的一類串聯(lián)校正。

滯后一超前校正裝置的傳遞函數(shù)中，第一項(xiàng)產(chǎn)生超前校正的作用，第二項(xiàng)產(chǎn)生滯后校正的作用。當(dāng)輸人為正弦信號時，此裝置的輸出是帶有相移的正弦信號，輸出信號的相移性質(zhì)與輸人信號的頻率有關(guān).當(dāng)頻率低時，相移是滯后的；當(dāng)頻率高時，相移是超前的。滯后一超前校正綜合了滯后校正和超前校正的優(yōu)點(diǎn)，可同時改善系統(tǒng)的瞬態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能，即兼有快速響應(yīng)特性和良好穩(wěn)態(tài)精度。