闭环电压控制系统
电压电流闭环控制的作用
电压电流闭环控制的作用
电压电流闭环控制是一种重要的电子控制技术，其主要作用在于控制电路中的电压及电流，保证电路运行的稳定性和安全性。
具体来说，电压电流闭环控制可以实现以下几个方面的作用：
1、稳定电压电流：通过反馈电路对电压电流进行精确控制，可以使电路中的电压电流保持稳定状态，避免因电压电流波动而导致的电路损坏或其他问题。
2、提高电路效率：电压电流闭环控制可以有效地调节电路中的电压电流，从而降低功率损耗，提高电路的效率。
3、保护电路安全：通过对电路中的电压电流进行实时监测和控制，可以及时发现电路中的异常情况，保护电路的安全性。
4、提高系统可靠性：电压电流闭环控制可以实现对电路中电压电流的精确控制，从而提高系统的稳定性和可靠性，减少故障发生的可能性。
总之，电压电流闭环控制是一项重要的电子控制技术，能够保证电路的稳定性、效率、安全性和可靠性，对于各种电子设备的运行都至关重要。
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地区电力调度自动化AVC闭环控制安全策略
地区电力调度自动化AVC闭环控制安全策略摘要：随着我国电力输送技术的快速发展，自动电压控制系统即AVC系统逐渐在电力调度过程中得到了较为广泛地应用。
但不可忽视的是，在则以系统的使用过程中，依然存在着一些缺陷与不足。
因此为了使得我国的电力调度工作的开展更加符合人们生产生活过程中对电力的需求，还应当对AVC系统进一步地研究，并就其运行过程中存在的问题提出相应的解决措施，以保证我国电力调度工作的安全稳定进行。
以此为基础，本文以地区电力调度自动化AVC闭环控制为研究对象，对其安全策略进行了简要分析研究，以此为实现地区电力调度工作的安全高效开展起到一定的参考作用。
关键词：地区电力调度；自动化；AVC 系统；闭环控制；安全策略当前我国电力企业为了满足人们日益增长的用电需求，在电力的调度方面引入了无功电压自动控制技术，由此以实现供电过程中功率的损耗及供电质量的提高，减少人工操作。
而AVC系统在这一过程中则起到了自动对电压进行调整与控制的作用，对于促进地区电力调度水平的提高具有重要意义。
一、地区电力调度自动化AVC闭环控制的相关含义AVC系统，也称自动电压控制系统。
指的是以计算机技术为主要技术基础的，对电网运营过程中的无功电压进行随时监测并对整个无功电压系统进行控制，以促进电力供应系统更加高效稳定运行、提高供电质量的系统。
而本文所主要研究的地区电力调度自动化AVC闭环控制系统，则是一种基于AVC系统开发的更为复杂的系统。
这一系统的运行首先需要以电网模型及SCADA系统中所收集的数据为依据开展一定的分析工作，继而在分析结果的基础上将地区电网分为若干厂站，并通过系统对厂站中的无功电压及功率等数据进行检测和调整，由此以实现对整个电网无功电压的整体高效管理。
就组成部分来看，地区电力调度自动化AVC闭环控制系统主要由网络拓扑分析系统、厂站控制出口等功能板块构成，其基于现今发达的计算机技术能够实现对电网调度系统的自动化及准确化的管理与控制，为地区电网系统中工作人员工作任务的减轻及操作过程中由于操作失误导致的安全问题的减少作出了突出贡献。
赣州电网电压无功优化闭环控制系统的研究与应用
提 高 电 网 电压 质 量 。
关 键 词 ： 州 电 网 ； 压 ； 功 优 化 ； 用 赣 电 无 应
据库 、 图形 编辑 和 数据 录入 （ 图模一 体 化）历史 数据 ， 曲线查 询 和命令 信息查 询 、实 时图形 数据显 示模块 等。
１ ． 系统流 程框 图 ２
图１ Ａ 为 ＶＣ软件 系统 构架 。其 中 图形 、 据 库 数
服 务器 和 Ａ Ｃ主站系统 安 装在 调度 中心 ， Ｖ 前者 存储
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逆变器电压电流双闭环控制系统设计
逆变器电压电流双闭环控制系统设计余裕璞;顾煜炯;和学豪【摘要】逆变器在可再生能源发电中作为连接能量输入与输出负载的装置,发挥着重要作用,采用合适的控制系统可以得到满足后端电能质量需求的电能.针对电压单环控制调整滞后的缺点,补充中间电流反馈环节以提高控制系统的工作频率.比较了电感电流内环与电容电流内环反馈系统的区别,选取负载抗扰动性能更强的电容电流反馈系统,该控制方案对一般及整流性负载的干扰同时具有较强的平抑能力.针对输出电压及电感电流在数学模型上的交叉耦合作用,通过耦合信号前馈削弱其对控制系统的影响.提出一种基于“模最佳”的整定方法,对调节器的参数进行设计,最终利用仿真验证了所提设计方案的有效性.【期刊名称】《电力科学与工程》【年(卷),期】2019(035)003【总页数】7页(P1-7)【关键词】逆变器;双闭环控制;前馈解耦;模最佳【作者】余裕璞;顾煜炯;和学豪【作者单位】华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京102206;华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京102206;华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京102206【正文语种】中文【中图分类】TM7120 引言可再生能源在能源安全、能源总量、能源可靠性、环境无污染等方面均优于传统化石能源[1～3]。
微电网技术是利用可再生能源的主要方式之一[4～6]，“就地采集、就地使用”减少了中间环节的损耗，提高能量利用率。
逆变器是微电网中用于电能转换的主要装置[7]，保证微网运行可靠性。
逆变器的控制方案不局限于一种[8,9]，主要根据其运行目标确定。
在离网运行方式下其运行目标是维持母线电压和频率的恒定，保证负荷的电能质量需求,并网模式下运行一般要求输出给定的有功和无功[10]。
逆变器控制早期采用输出电压瞬时值反馈的单环控制，可以在一定程度上抑制负载的扰动，调节输出电压的波形，但是负载发生较大变化时输出电压畸变严重，其动态响应慢导致电压畸变调整时间长，不利于负载的正常工作。
闭环控制在电力系统稳定中的作用
闭环控制在电力系统稳定中的作用闭环控制在电力系统稳定中的作用电力系统稳定是电力工程中非常重要的一个方面，而闭环控制则在其中扮演着至关重要的角色。
闭环控制通过对系统进行监测和调节，能够稳定电力系统的运行，并保证其在各种负载和外界干扰下的可靠性。
本文将从头脑风暴的角度，逐步探讨闭环控制在电力系统稳定中的作用。
首先，闭环控制通过反馈机制来监测电力系统的运行状态。
在电力系统中，通过传感器等设备可以实时地获取到电流、电压等重要参数的数值，并将这些数据反馈给控制系统。
控制系统通过与设定值进行比较，能够获取到系统当前的偏差情况，从而判断出系统是否处于稳定状态。
如果发现系统存在偏差，控制系统会立即采取相应的措施进行调节，以使系统回归到稳定状态。
其次，闭环控制能够对电力系统进行动态调节。
在电力系统中，负载的变化以及外界干扰等因素会导致系统出现波动，从而影响电力供应的稳定性。
通过闭环控制，控制系统可以根据实时的反馈数据，对系统进行动态调节。
例如，当控制系统检测到电压偏低时，会立即通过调节发电机的励磁电流或开启备用发电机来增加发电量，以保持电力系统的稳定供应。
此外，闭环控制还能够保证电力系统的安全性。
电力系统中存在着各种潜在的风险，如短路、过载等问题，这些问题可能导致系统崩溃或发生电力事故。
通过闭环控制，控制系统能够实时监测电力系统的状态，并及时发现和处理潜在的风险。
例如，当控制系统检测到电流异常高时，会自动切断电源，以避免进一步的损坏或事故发生。
最后，闭环控制还能够提高电力系统的运行效率。
在电力系统中，由于供需不平衡或线路损耗等因素，会导致能量的浪费和效率的降低。
通过闭环控制，控制系统能够根据实时的反馈数据，智能地分配电力资源，优化系统的运行效果。
例如，当控制系统检测到某个线路的损耗较大时，会自动调整输电功率，以减少能量的浪费，从而提高系统的运行效率。
综上所述，闭环控制在电力系统稳定中发挥着关键的作用。
通过闭环控制，能够实时监测和调节系统，保证电力系统在各种负载和外界干扰下的可靠性。
BUCK电路闭环控制系统的MATLAB仿真
BUCK 电路闭环PID 控制系统的MATLAB 仿真一、课题简介BUCK 电路是一种降压斩波器，降压变换器输出电压平均值Uo 总是小于输入电压U i 。
通常电感中的电流是否连续，取决于开关频率、滤波电感L 和电容C 的数值。
简单的BUCK 电路输出的电压不稳定，会受到负载和外部的干扰，当加入PID 控制器，实现闭环控制。
可通过采样环节得到PWM 调制波，再与基准电压进行比较，通过PID 控制器得到反馈信号，与三角波进行比较，得到调制后的开关波形，将其作为开关信号，从而实现BUCK 电路闭环PID 控制系统。
二、BUCK 变换器主电路参数设计2.1设计及内容及要求1、 输入直流电压(VIN)：15V2、 输出电压(VO)：5V3、 输出电流(IN)：10A4、 输出电压纹波峰-峰值 Vpp ≤50mV5、 锯齿波幅值Um=1.5V6、开关频率(fs)：100kHz7、采样网络传函H(s)=0.38、BUCK 主电路二极管的通态压降VD=0.5V ，电感中的电阻压降VL=0.1V ，开关管导通压降 VON=0.5V,滤波电容C 与电解电容RC 的乘积为F *Ωμ752.2主电路设计根据以上的对课题的分析设计主电路如下：图2-1 主电路图1、滤波电容的设计因为输出纹波电压只与电容的容量以及ESR 有关，rr rrC L N0.2V V R i I ==∆ （1）电解电容生产厂商很少给出ESR ，但C 与R C 的乘积趋于常数，约为50~80μ*ΩF [3]。
在本课题中取为75μΩ*F ，由式(1)可得R C =25mΩ，C =3000μF 。
2、滤波电感设计开关管闭合与导通状态的基尔霍夫电压方程分别如式(2)、(3)所示：INO L ON L ON /V V V V L i T ---=∆（2）O L D L OFF /V V V L i T ++=∆ （3） off 1/on s T T f += (4)由上得：Lin o L DonV V V V L T i ---=∆ (5)假设二极管的通态压降V D =0.5V ，电感中的电阻压降V L =0.1V ，开关管导通压降V ON =0.5V 。
单相逆变器闭环控制原理
单相逆变器闭环控制原理
单相逆变器的闭环控制原理主要涉及到两个闭环控制：电压闭环控制和电感电流内环控制。
电压闭环控制是为了实现输出电压的恒定。
通过引入电压负反馈，系统能够根据实际输出电压与设定电压的差值进行调节，进而保持输出电压的稳定。
然而，引入电压闭环可能会使系统稳定性变差，因此需要在设计时进行权衡和优化。
电感电流内环控制是为了增强系统的稳定性和限制输出电流的大小。
通过引入电感电流负反馈，系统能够根据实际电感电流与设定电流的差值进行调节，从而限制逆变器的输出电流，防止逆变器过流。
这种控制方式能够快速响应负载电流波动，但电感电流不能突变，因此对负载电流扰动的抑制能力较弱。
在实际应用中，可以根据具体需求和系统特性选择合适的闭环控制方式，并进行相应的参数调整和优化。
同时，还需要注意闭环控制可能带来的问题，如稳定性、抗干扰能力和动态响应等，并在设计时采取相应的措施进行解决。
闭环电压控制系统
其中 为稳态误差， 为开环增益。
八、实验总结
通过本次实验我了解控制系统的一般组成，体会到在加负载的情况下，闭环负反馈可以提高输出量的正确性，同时了解了开环增益对输出的影响以及开环增益对系统稳定性的影响。
（2）按下“阶跃按键”键，调“负输出”端电位器RP2，使“交/直流数字电压表”的电压为2.00V。如果调不到，则对开环系统进行逐级检查，找出原因。
（3）先按表格调好可变电阻47KΩ的圈数，再调给定电位器RP2，在确保空载输出为2.00V的前提下，再加上1KΩ的扰动负载，2圈、4圈、8圈依次检测，填表
步骤（5）:在闭环控制的条件下，观察引入负载后Kp对输出的影响，与开环控制进行比较。。
步骤（6）：将比例环节换成积分调节器，用于比较两种调节方式对于负载引入的微扰的影响，说明将比例环节换成积分环节，使输出更稳定。
3)画出本实验自动控制系统的各个组成部分，并指出对应元件。
答：
输入量比较元件放大元件
被控对象
（3）为了使实验有代表性，本实验采用三阶（高阶）系统。这样，当调节器K值过大时，控制系统会产生典型的现象——振荡。本实验也可以认为是一个真实的电压控制系统。
四、实验设备：
THBDC-1实验平台
五、实验线路图：
六、实验步骤：
（1）如图接线，将线路接成开环形式，即比较器端接反馈的100KΩ电阻接地。将可变电阻470KΩ（必须接可变电阻上面两个插孔）左旋到底归零，再右旋1圈。经仔细检查后上电。打开15伏的直流电源开关，弹起“不锁零”红色按键。
2.00V
1.54
1.70
1.82
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东南大学自动化学院
实验报告
课程名称：自动控制实验
实验名称：闭环电压控制系统
院（系）：自动化专业：自动化
姓名：王文娟学号：08009404
实验室：实验组别：
同组人员：廉博玲实验时间：2011 年10 月19 日评定成绩：审阅教师：
目录
一、实验目的 (2)
二、预习与回答 (2)
三、实验原理 (2)
四、实验设备 (3)
五、实验线路图 (4)
六、实验步骤 (4)
七、报告要求 (5)
八、实验总结 (6)
1)通过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能及自动控制原理课程所要解决的问
题。
2)会正确实现闭环负反馈。
3)通过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。
二、预习与回答
1)在实际控制系统调试时，如何正确实现负反馈闭环？
答：将被控输出量反向传递到系统的输入端并与给定输入信号比较（相减），根据
所得的偏差信号来实现对被控量的控制，使得输出量与给定量之间的偏差尽可能
小。
2)你认为表格中加1KΩ载后，开环的电压值与闭环的电压值，哪个更接近2V？
答：在适当的Kp值下，闭环电压值更接近于2V。
3)学自动控制原理课程，在控制系统设计中主要设计哪一部份？
答：主要设计控制算法部分。
三、实验原理
1)利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）数学上的“相似性”，
将各种实际物理装置经过简化、并抽象成数学形式。
我们在设计控制系统时，不必
研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表达、研究和设计。
又由于
人本身的自然属性，人对纯数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们
分析和设计带来了困难。
所以，我们又用替代、模拟、仿真的形式把纯数学形式再
变成“模拟实物”来研究。
这样，就可以“秀才不出门，遍知天下事”。
实际上，
在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理装置，而“模拟实物”的
实验方式可以举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路，也有实际物理装
置——电机，替代各种实际物理装置。
2)自动控制的根本是闭环，尽管有的系统不能直接感受到它的闭环形式，如步进电机
控制，专家系统等，从大局看，还是闭环。
闭环控制可以带来想象不到的好处，两
个演示实例说明这一点。
本实验就是用开环和闭环在负载扰动下的实验数据，说明
闭环控制效果。
自动控制系统性能的优劣，其原因之一就是取决调节器的结构和算
法的设计（本课程主要用串联校正、极点配置），本实验为了简洁，采用单闭环、
比例算法K。
通过实验证明：不同的统K，对系性能产生不同的影响。
说明正确设
计调节器算法的重要性。
3)为了使实验有代表性，本实验采用三阶（高阶）系统。
这样，当调节器K值过大时，
控制系统会产生典型的现象——振荡。
本实验可以认为是真实的电压控制系统。
四、实验设备
THBDC-1实验平台
六、实验步骤
1)如图接线，将线路接成开环形式，即比较器端100KΩ电阻接地。
将调节器47KΩ电
位器（接上面两个孔）左旋到底归零，再右旋1圈。
经仔细检查后上电。
2)调电位器输入RP2，用实验仪上的数字电压表检测，确保输出电压为2V。
注意：极性开关向下，阶跃按键取按下状态。
3)按开环表格改变47KΩ圈数，并每次要调输入电位器RP2，在确保空载2V的条件下，
再加上1KΩ的电阻扰动负载，测此不同Kp时带负载电压表读数，填表。
4)正确判断并实现反馈！（课堂选择性提问）再闭环，即加法跳线接输出点，要调给
定输入电位器RP2，使空载输出电压为2V。
5)按闭环表格改变47KΩ圈数，并每次要调电位器RP2，在确保空载2V的条件下，加
上1KΩ的电阻扰动负载，测各次电压表读数，填表。
要注意8圈时数字表的现象。
并用理论证明。
6)将第二个比例环节换成积分：取R=100K；C=10μF，在2V时加载，测输出电压值。
7)表格：
开环空载加1KΩ负载
可调电阻开环增益
1圈
（Kp=2.4）
2圈
（Kp=4.8）
4圈
（Kp=9.6）
8圈
（Kp=19.2）
输出电压 2.00V 1．00V 1.01V 1.00V 1.02V 闭环加1KΩ负载
可调电阻开环增益
1圈
（Kp=2.4）
2圈
（Kp=4.8）
4圈
（Kp=9.6）
8圈
（Kp=19.2）
输出电压 2.00V 1.54V 1.70V 1.83V 振荡稳态误差23% 15% 8.5% ---
换成积分电路后，测得输出电压为2.00V。
七、 报告要求
1) 用文字叙说正确实现闭环负反馈的方法。
答：根据输入量与输出量的变化量的正负进行加或减的比较。
2) 说明实验步骤（1）至（6）的意义。
步骤（1）中将比较器端100K Ω电阻接地，是为了实现开环控制。
电位器左旋到底，再右旋一圈，是为了调节第二个比例放大器的放大倍数。
步骤（3）是在开环控制的条件下，测量空载输出为2V 时，加负载时的电压输出值。
与闭环控制条件下的测量值进行比较，说明开环与闭环控制的差异。
同时也为了说明在开环控制的条件下，Kp 变化对输出量没有影响。
步骤（5）是在闭环控制的条件下，测量空载输出为2V 时，加负载时的电压输出值，与开环控制进行比较。
同时也为了说明在闭环控制的条件下，Kp 变化对输出量的影响
步骤（6）是为了说明将第二个比例环节换成积分环节，使输出更稳定。
3) 画出本实验自动控制系统的各个组成部分，并指出对应元件。
答：
输入 比较器 调节器
对象
比较器U1+U2
放大器
被控对象
U
2
U 输出电压
U1
对应要求输出电压值时的输入电压值
输入电压值的设定是通过调节电位器输入ＲＰ２。
比较器是由第一个加法放大器构成。
放大器是由第二个比例放大器构成。
被控对象
是由三个运放组成的三阶系统构成的。
输出量是统统数字电压表测量而得到的。
4)本实验最重要的器件是哪个？意义是什么？
答：47KΩ的滑动变阻器。
其作用是：调节Kp的值，以便于观察开环和闭环控制时，在不同Kp的条件下，
加负载时输出电压值。
5)用稳定判据说明实验步骤（6）电压表读数的原因。
答：比例环节换成积分器后，闭环传递函数为
G（s）= -kp/(9.588*10^-4)s^3+0.03784s^2+0.3455s+1+kp=0
劳斯表s^4 9.588*10^-4
s^3 0.03784
s^2 （a3a2-a4a1)/a3=316.6
s^1 （b1a1-b2a3）/b1=945
s^0 kp
kp>0,系统稳定。
6)比较表格中的实验数据，说明开环与闭环控制效果。
答：开环下，加相同的阻值的负载，在不同增益KP情况下获得相同的输出电压，
该电压较空载输出电压有明显偏差，而实现了闭环控制后，加相同阻值的负载，随
着增益KP有限度的增大，输出电压越接近空载时输出电压，这正是我们想要的效
果。
7)用表格数据说明开环增益与稳态误差的关系。
答：从数据中可以看出，当开环增益没有超过19.2时，开环增益越大，稳态误差
越小。
根据测量数据和稳态误差与开环增益的关系
八、实验总结
由本次试验我了解控制系统的一般组成，体会到了负反馈可以提高输出的正确性，提高系统的稳定性。