滞环控制
滞环控制
电流滞环跟踪PWM(CHBPWM)控制技术的仿真桂寒 120100068摘要：电流滞环跟踪PWM(CHBPWM)控制技术的仿真所采用的器件简单，利用simulink工具分析了在电流跟踪控制中采用滞环宽度并讨论了滞环宽度与开关频率和控制精度之间的关系，给出了各波形。
关键词：电流滞环控制 脉宽控制 滞环宽度控制法 1. 前言 2.应用PWM 控制技术的变压变频器一般都是电压源型的，它可以按需要方便地控制其输出电压，为此前面两小节所述的PWM 控制技术都是以输出电压近似正弦波为目标的。
但是，在电流电机中，实际需要保证的应该是正弦波电流，因为在交流电机绕组中只有通入三相平衡的正弦电流才能使合成的电磁转矩为恒定值，不含脉动分量。
因此，若能对电流实行闭环控制，以保证其正弦波形，显然将比电压开环控制能够获得更好的性能。
2. 电流滞环跟踪控制原理2.1 单相电流滞环控制原理常用的一种电流闭环控制方法是电流滞环跟踪 PWM （Current Hysteresis Band PWM ——CHBPWM ）控制，具有电流滞环跟踪 PWM 控制的 PWM 变压变频器的A 相控制原理如1图所示。
图1 电流滞环跟踪控制的A 相原理图图中，电流控制器是带滞环的比较器，环宽为2h 。
将给定电流 *a i 与输出电流 a i 进行比较，电流偏差 ∆ a i 超过时 ±h ，经滞环控制器HBC 控制逆变器 A 相上（或下）桥臂的功率器件动作。
B 、C 二相的原理图均与此相同。
采用电流滞环跟踪控制时，变压变频器的电流波形与PWM 电压波形示于图6-23。
⏹ 如果， a i < *a i ， 且*a i - a i ≥ h ，滞环控制器 HBC 输出正电平，驱动上桥臂功率开关器件V1导通，变压变频器输出正电压，使a i 增大。
当增长到与*a i 相等时，虽然滞环比较器的输入信号的符号发生了变化，但HBC 仍保持正电平输出，保持导通，使a i 继续增大 ⏹直到达到a i = *a i + h ， a i = –h ，使滞环翻转，HBC 输出负电平，关断V1 ，并经过延时后驱动V4，直到电流的负半周V4才能导通。
滞环电流控制
滞环电流控制一、什么是滞环电流控制？滞环电流控制（Hysteresis Current Control）是一种用于交流电机驱动器的控制技术。
它通过对电机的电流进行高速开关，以保持恒定的输出电压和频率。
滞环电流控制可以实现高效率、高精度和低噪音的交流电机驱动。
二、滞环电流控制的工作原理1. 滞环控制器滞环控制器是一个比较简单的闭环反馈系统，它由一个比较器和一个滞环宽度调节器组成。
比较器将参考信号与反馈信号进行比较，并产生误差信号。
误差信号经过一个滞环宽度调节器后，用于驱动开关管。
2. 三相桥式逆变器三相桥式逆变器是将直流输入转换为三相交流输出的设备。
它由六个开关管组成，每个开关管都有两个状态：开和关。
通过对这些开关管进行高速切换，可以获得恒定幅值和频率的交流输出。
3. 交流电机交流电机是一种将电能转换为机械能的设备。
它由旋转部分和固定部分组成。
旋转部分包括转子和轴承，固定部分包括定子和绕组。
交流电机的运行原理是基于磁场相互作用的。
三、滞环电流控制的优点1. 高效率滞环电流控制可以实现高效率的交流电机驱动。
它通过对电机的电流进行高速开关，以保持恒定的输出电压和频率。
这种控制技术可以减少能量损失，提高系统效率。
2. 高精度滞环电流控制可以实现高精度的交流电机驱动。
它可以快速响应负载变化，并保持稳定的输出功率和转速。
这种控制技术可以提高系统性能，降低维护成本。
3. 低噪音滞环电流控制可以实现低噪音的交流电机驱动。
它通过对电机的电流进行高速开关，减少了噪音和振动。
这种控制技术可以提高系统可靠性，增强用户体验。
四、滞环电流控制在工业领域中的应用1. 传送带系统传送带系统是一种用于输送物料或产品的设备。
它通常由电机、减速器和传动带组成。
滞环电流控制可以实现高精度的传送带系统驱动，确保物料或产品的稳定输送。
2. 水泵系统水泵系统是一种用于输送水或其他液体的设备。
它通常由电机、泵和管道组成。
滞环电流控制可以实现高效率的水泵系统驱动，减少能量损失，提高系统效率。
滞环控制原理
滞环控制原理滞环控制原理是指在控制系统中，为了减小系统的超调和振荡，采用了一种特殊的控制方法。
滞环控制通过在系统中引入滞环元件，使得系统的动态响应变得更加平稳和可控。
在实际工程中，滞环控制原理被广泛应用于各种控制系统中，如飞行器、汽车、机器人等领域。
滞环控制原理的核心思想是利用滞环元件对系统的输入信号进行延迟和衰减，从而抑制系统的振荡和超调。
一般来说，滞环元件可以是一个滞后环节或者一个滞后环节与一个滞后环节串联而成的滞后环节网络。
通过合理设计滞环元件的参数，可以有效地改善系统的动态特性，提高系统的稳定性和性能。
在滞环控制原理中，滞环元件的设计和调节是至关重要的。
一般来说，滞环元件的参数包括滞后时间和滞后幅度。
滞后时间决定了滞环元件对输入信号的延迟程度，而滞后幅度则决定了滞环元件对输入信号的衰减程度。
合理地选择和调节滞环元件的参数，可以使系统的动态响应达到最佳状态，既能够快速响应外部变化，又能够保持稳定性和可控性。
滞环控制原理在实际工程中有着广泛的应用。
以飞行器为例，滞环控制可以有效地抑制飞行器的振荡和超调，提高飞行器的飞行稳定性和安全性。
在汽车领域，滞环控制可以提高车辆的悬挂系统对颠簸路面的适应能力，提升车辆的行驶舒适性和稳定性。
在机器人领域，滞环控制可以改善机器人的动作平稳性和精度，提高机器人的工作效率和可靠性。
总之，滞环控制原理作为一种特殊的控制方法，在控制系统中具有重要的意义。
通过合理地设计和调节滞环元件，可以有效地改善系统的动态特性，提高系统的稳定性和性能。
滞环控制原理在实际工程中有着广泛的应用前景，将为各种控制系统的设计和应用带来新的思路和方法。
永磁同步电机的滞环控制
永磁同步电机的滞环控制
永磁同步电机（PMSM）的滞环控制是一种常用的控制方式，它的主
要作用是提高电机的控制精度和效率。
在PMSM的运行过程中，存在着电机参数的不确定性和电磁干扰等不利因素，这些因素会影响电机
的控制效果和稳定性。
通过滞环控制，我们可以对PMSM进行更精细的控制，提高电机的性能和稳定性。
滞环控制的本质是控制电机转矩的输出，通过验证电机的实际输出和
预计输出之间的差异，调整电机控制器的输出电流和电压，从而达到
精确控制电机运行的目的。
与传统的速度和位置控制相比，滞环控制
的优势在于其能够消除电机参数的不确定性和电磁干扰对电机控制的
影响，提高了电机的运行精度和控制稳定性。
具体而言，滞环控制通过对电机控制器输出的交流电电压进行检测和
计算，实现对电机输出功率的有效控制。
通过在控制器中加入滞环控
制算法，实现对电机输出功率的跟踪和控制，确保电机输出的效率和
精度。
这种控制方式可以应用在各种复杂的系统中，包括风力涡轮机组、海洋运动助推器、电动汽车和高速列车等。
需要注意的是，滞环控制算法需要合理地选取控制器的参数和调整参
数值，以适应电机的不同运行条件和环境。
此外，在滞环控制过程中，
还需要进行保护措施，避免电机出现过高的电流和电压，从而保证电机安全运行。
总之，滞环控制是一种有效的控制方式，可以提高永磁同步电机的控制精度和效率。
在应用过程中，需要根据具体情况合理选择控制器参数，从而实现优化控制效果。
通过不断的优化和改进，滞环控制技术将为现代化工业和交通运输领域带来更加高效、智能的控制方式。
滞环电流控制
滞环电流控制1. 引言滞环电流控制是一种常用的控制方法，广泛应用于各种电子设备和系统中。
它通过调节电流的大小和方向，实现对系统的稳定性和性能进行控制。
本文将介绍滞环电流控制的基本原理、应用领域以及相关技术。
2. 基本原理滞环电流控制是基于滞环现象的一种控制方法。
在某些材料中，当外加磁场发生变化时，材料内部会产生一个与之相反方向的磁场，这种现象被称为滞环效应。
根据滞环效应，可以利用材料内部产生的反向磁场来实现对电流的控制。
滞环电流控制主要包括三个步骤：1.传感器测量：通过传感器测量系统中的电流大小和方向。
2.控制算法：根据测量结果和设定值，计算出合适的电流输出。
3.电源驱动：将计算得到的输出信号转换为相应的驱动信号，通过功率放大器或其他装置驱动负载。
3. 应用领域滞环电流控制广泛应用于各种电子设备和系统中，其中包括但不限于以下几个领域：3.1 电动机控制在电动机控制中，滞环电流控制可以实现对电动机转速和扭矩的精确控制。
通过测量电动机的电流，并根据设定值计算出合适的驱动信号，可以实现对电动机运行状态的监测和调节。
3.2 电力系统在电力系统中，滞环电流控制可以用于实现对输变电设备和线路的保护。
通过监测线路中的电流，并根据设定值判断是否存在过载或短路等故障情况，可以及时采取相应的保护措施，保证系统的安全运行。
3.3 恒温控制在恒温控制中，滞环电流控制可以实现对温度的精确调节。
通过测量温度传感器输出的信号，并根据设定值计算出合适的驱动信号，可以实现对恒温装置加热或冷却功率的调节。
4. 相关技术滞环电流控制涉及到多种相关技术，其中包括但不限于以下几个方面：4.1 传感器技术传感器技术是滞环电流控制的基础。
通过选择合适的传感器，并采用合适的测量方法，可以实现对电流大小和方向的准确测量。
4.2 控制算法控制算法是滞环电流控制的核心。
常用的控制算法包括比例-积分-微分（PID）控制算法、模糊控制算法、自适应控制算法等。
滞环控制原理
滞环控制原理滞环控制原理是指通过对系统的输入和输出进行监测和调节，以达到系统稳定运行的目的。
在工程控制领域，滞环控制原理被广泛应用于各种自动化系统中，如温度控制、压力控制、流量控制等。
本文将对滞环控制原理进行详细介绍，包括其基本概念、工作原理、应用范围等内容。
滞环控制原理的基本概念。
滞环控制原理是指在控制系统中引入一定的滞后环节，通过对系统输出信号进行反馈调节，以实现对系统的稳定控制。
滞环控制原理的核心思想是在系统输入信号发生变化时，通过延迟系统输出信号的变化，从而抑制系统的过程振荡，提高系统的稳定性和鲁棒性。
滞环控制原理的工作原理。
滞环控制原理的工作原理主要包括两个方面，滞后环节的引入和输出信号的反馈调节。
首先，通过引入滞后环节，可以延迟系统输出信号的变化，使系统对输入信号的响应变得平缓，从而减小系统的过程振荡。
其次，通过对系统输出信号进行反馈调节，可以根据系统的实际运行情况对输入信号进行调整，以实现对系统的稳定控制。
滞环控制原理的应用范围。
滞环控制原理在工程控制领域有着广泛的应用范围，可以应用于各种自动化系统中。
例如，在温度控制系统中，通过引入滞后环节和输出信号的反馈调节，可以实现对温度的精确控制，提高系统的稳定性和控制精度。
在压力控制系统中，滞环控制原理可以有效地抑制系统的过程振荡，保证系统的安全稳定运行。
在流量控制系统中，滞环控制原理可以实现对流量的精确调节，满足不同工况下的流量要求。
总结。
滞环控制原理作为一种重要的控制原理，在工程控制领域有着广泛的应用前景。
通过对滞环控制原理的深入理解和应用，可以提高自动化系统的稳定性、鲁棒性和控制精度，满足不同工况下的控制要求。
因此，深入研究滞环控制原理，对于提高工程控制系统的性能和可靠性具有重要意义。
在实际工程中，滞环控制原理的应用需要根据具体的系统特点和控制要求进行灵活调整和优化，以实现最佳的控制效果。
希望本文对滞环控制原理有所帮助，欢迎大家对本文提出宝贵意见和建议。
电机滞环控制
电机滞环控制
电机滞环控制是目前较为先进的一种电机控制技术，它通过对电
机进行制动操作，实现对电机运动过程中的惯性滞后现象的控制，从
而达到精度更高、稳定性更好的控制目的。
电机滞环控制主要应用在需要快速停止或反向转动的场合中，例
如立即刹车、立即停机、快速阻尼、粗略定位等。
在这些场合中，电
机滞环控制可以快速控制电机的惯性滞后现象，从而减小电机的误差，提高系统的控制精度和稳定性。
电机滞环控制可以分为开环控制和闭环控制两种模式。
在开环控
制模式下，控制器通过对电机的电流进行控制，实现电机的制动和控制；而在闭环控制模式下，则需要使用传感器来反馈电机的状态，进
而对电流进行更为精准的控制，从而达到更高的控制精度和稳定性。
电机滞环控制的控制器通常选择采用先进的数字控制技术，如DSP 芯片、FPGA等，通过高精度的算法实现对电机惯性滞后现象的精确控制。
这些技术不仅可以提高控制器的控制精度和稳定性，还可以提高
控制速度和响应速度。
在实际应用中，电机滞环控制可以广泛应用于各种需要精准控制
的机电设备中，例如工业自动化、智能机器人、数字化制造等领域。
通过使用电机滞环控制技术，可以实现对设备运动过程中的惯性滞后
现象的快速控制，从而提高设备的工作效率和生产效率。
综上所述，电机滞环控制是一种非常先进的电机控制技术，它可
以通过对电机进行制动操作，控制电机运动过程中的惯性滞后现象，
从而达到更高的控制精度和稳定性。
在未来的机电设备控制领域中，
电机滞环控制将会发挥越来越重要的作用，并且取代传统的控制方式，成为新的主流技术。
并网逆变器输出电流滞环跟踪控制技术研究
并网逆变器输出电流滞环跟踪控制技术研究1. 本文概述随着可再生能源在全球能源结构中占据越来越重要的位置，如何高效地将这些能源并入电网成为了一个亟待解决的问题。
并网逆变器作为连接可再生能源与电网的关键设备，其性能直接影响到整个系统的稳定性和效率。
在众多并网逆变器控制技术中，输出电流的精确控制尤为重要，它不仅关系到电能质量，还影响到电网的稳定运行。
本文旨在深入研究并网逆变器的输出电流滞环跟踪控制技术。
本文将介绍并网逆变器的基本原理及其在电力系统中的作用。
接着，将详细阐述滞环跟踪控制技术的理论基础和关键优势，包括其在抑制谐波、提高系统响应速度和稳定性方面的贡献。
本文还将探讨该技术在实际应用中可能遇到的挑战和解决方案，以及如何通过优化算法进一步提升控制性能。
通过对现有文献的综述和理论分析，结合仿真实验和实际案例研究，本文期望为并网逆变器的控制技术提供新的见解，并为相关领域的研究者和工程师提供实用的参考和指导。
2. 并网逆变器基本原理并网逆变器是一种电力电子设备，它的主要功能是将直流电（DC）转换为交流电（AC），以便与电网系统并联运行。
在太阳能光伏系统、风力发电系统以及其他可再生能源系统中，逆变器是不可或缺的核心组件。
逆变器不仅负责电能的转换，还需要确保输出电流与电网电压同步，以实现有效的能量交换。
并网逆变器的工作原理基于开关电源技术，通过高频开关器件的快速开关动作，将直流电源转换成具有一定频率和幅值的交流电。
这些开关器件通常由晶体管、IGBT（绝缘栅双极晶体管）或其他半导体器件构成。
逆变器内部的控制系统根据电网电压的实时信息，调节开关器件的工作状态，以实现对输出电流的精确控制。
为了确保逆变器的输出电流能够与电网电压保持同步，通常采用一种称为“滞环控制”的技术。
滞环控制是一种简单而有效的电流控制策略，它通过设定两个电流幅值的界限（滞环上下界），来控制开关器件的导通和关断。
当输出电流超过上限时，逆变器会调整开关状态以减小电流当电流低于下限时，逆变器则会增加电流。
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电流滞环跟踪PWM(CHBPWM)控制技术的仿真
桂寒 120100068
摘要:电流滞环跟踪PWM(CHBPWM)控制技术的仿真所采用的器件简单,利用simulink 工
具分析了在电流跟踪控制中采用滞环宽度并讨论了滞环宽度与开关频率与控制精度之间的关系,给出了各波形。
关键词:电流滞环控制 脉宽控制 滞环宽度控制法 1. 前言 2.
应用PWM 控制技术的变压变频器一般都就是电压源型的,它可以按需要方便地控制其输出电压,为此前面两小节所述的PWM 控制技术都就是以输出电压近似正弦波为目标的。
但就是,在电流电机中,实际需要保证的应该就是正弦波电流,因为在交流电机绕组中只有通入三相平衡的正弦电流才能使合成的电磁转矩为恒定值,不含脉动分量。
因此,若能对电流实行闭环控制,以保证其正弦波形,显然将比电压开环控制能够获得更好的性能。
2、 电流滞环跟踪控制原理
2、1 单相电流滞环控制原理
常用的一种电流闭环控制方法就是电流滞环跟踪 PWM(Current Hysteresis Band PWM ——CHBPWM)控制,具有电流滞环跟踪 PWM 控制的 PWM 变压变频器的A 相控制原理如1图所示。
图1 电流滞环跟踪控制的A 相原理图
图中,电流控制器就是带滞环的比较器,环宽为2h 。
将给定电流 *
a i 与输出电流 a i 进
行比较,电流偏差 ∆ a i 超过时 ±h ,经滞环控制器HBC 控制逆变器 A 相上(或下)桥臂的功率器件动作。
B 、C 二相的原理图均与此相同。
采用电流滞环跟踪控制时,变压变频器的电流波形与PWM 电压波形示于图6-23。
⏹ 如果, a i < *a i , 且*
a i - a i ≥ h ,滞环控制器 HBC 输出正电平,驱动上桥臂功率开关
器件V1导通,变压变频器输出正电压,使a i 增大。
当增长到与*
a i 相等时,虽然滞环比较器的输入信号的符号发生了变化,但HBC 仍保持正电平输出,保持导通,使a i 继续增大 ⏹
直到达到a i = *
a i + h , a i = –h ,使滞环翻转,HBC 输出负电平,关断V1 ,并经过延时后
驱动V4,直到电流的负半周V4才能导通。
但此时未必能够导通,由于电机绕组的电感作用,电流不会反向,而就是通过二极管续流,使受到反向钳位而不能导通。
此后,逐渐减小,直到时ia=ia*-h,到达滞环偏差的下限值,使HBC 再翻转,又重复使V1导通。
这样,与交替工作,使输出电流给定值之间的偏差保持在范围内,在正弦波上下作锯齿状变化。
从图 2 中可以瞧到,输出电流就是十分接近正弦波的。
图2 电流滞环跟踪控制时的电流波形
图2给出了在给定正弦波电流半个周期内的输出电流波形与相应的相电压波形。
可以瞧出,在半个周期内围绕正弦波作脉动变化,不论在的上升段还就是下降段,它都就是指数曲线中的一小部分,其变化率与电路参数与电机的反电动势有关。
2、2 三相电流滞环控制原理
图3 三相电流跟踪型PWM 逆变电路
图4 三相电流跟踪型PWM 逆变电路输出波形
因此,输出相电压波形呈PWM 状,但与两侧窄中间宽的SPWM 波相反,两侧增宽而中间
变窄,这说明为了使电流波形跟踪正弦波,应该调整一下电压波形。
电流跟踪控制的精度与滞环的环宽有关,同时还受到功率开关器件允许开关频率的制约。
当环宽选得较大时,可降低开关频率,但电流波形失真较多,谐波分量高;如果环宽太小,电流波形虽然较好,却使开关频率增大了。
这就是一对矛盾的因素,实用中,应在充分利用器件开关频率的前提下,正确地选择尽可能小的环宽。
电流滞环跟踪控制方法的精度高,响应快,且易于实现。
但受功率开关器件允许开关频率的限制,仅在电机堵转且在给定电流峰值处才发挥出最高开关频率,在其她情况下,器件的允许开关频率都未得到充分利用。
为了克服这个缺点,可以采用具有恒定开关频率的电流控制器,或者在局部范围内限制开关频率,但这样对电流波形都会产生影响。
采用滞环比较方式的电流跟踪型PWM交流电路有以下特点:
（1）硬件电路简单;
（2）属于事实控制方式,电流反应快;
（3）不需要载波,输出电压波形中不含有特定频率的谐波分量;
（4）与计算法及调制法相比,相同开关频率时输出电流中高次谐波含量较多;
（5）属于闭环控制,这就是各种跟踪型PWM交流电路的共同特点。
3、单相电流的滞环跟踪控制的simulink的仿真
3、1 simulink模块仿真图
3、2 各仿真模块的参数设置
Simulink仿真时间参数设置
正弦信号参数设置
滞环比较器参数设置
RLC环节参数设置示波器参数设置
直流电压参数设置
3、3 仿真波形
滞环比较器的仿真波形(放大效果图)
给定电流与输出电流仿真波
放大效果图
4、仿真结果分析
电流跟踪控制的精度与滞环的环宽有关,同时还受到功率开关器件允许开关频率的制约。
当环宽选得较大时,可降低开关频率,但电流波形失真较多,谐波分量高;如果环宽太小,电流波形虽然较好,却使开关频率增大了。
这就是一对矛盾的因素,实用中,应在充分利用器件开关频率的前提下,正确地选择尽可能小的环宽。
采用滞环比较方式的电流跟踪型PWM交流电路有以下特点:
（1）硬件电路简单;
（2）属于事实控制方式,电流反应快;
（3）不需要载波,输出电压波形中不含有特定频率的谐波分量;
（4）与计算法及调制法相比,相同开关频率时输出电流中高次谐波含量较多;
（5）属于闭环控制,这就是各种跟踪型PWM交流电路的共同特点。