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控制系统带宽

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问题描述

控制系统的带宽一般指的bode图中幅频特性曲线下降到-3分贝所对应的频率,注意这里是闭环系统的幅频特性,不是分析稳定性用的开环系统幅频特性。控制系统的带宽主要由其闭环传递函数的零极点决定,反映了当参考信号高于此频率后时,系统将无法以正常幅度跟踪,因而带宽越大,系统能响应的频率也越快。

问题:以常规DQ控制,采用PID控制器。1)一般VSC闭环系统,内环电流带宽能做到多高?

2)影响VSC闭环带宽的关键是什么?3)如何提高电流带宽?4)有无可能,如何提高到120Hz以上?5)推荐几篇重点介绍控制文章。(最好能包含详细的模型,分析)。6)如果常规DQ控制无法实现设想目标,还有哪些控制器可能实现设定目标。

(PS:如果文献确实有帮助,额外加赠50元红包)

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Enron.H·450.00

2017-06-14提问

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我随便说几句我自己的理解。

1.一般VSC闭环系统,内环电流带宽能够做到多高?

    如果是一般VSC闭环系统的话,电流带宽最多最多开关频率的1/5。也就是开关频率是20kHz的话,也最多才4kHz。当然,实际在调试参数的时候是到不了这么高的,为什么呢?因为在实际系统中,存在各种噪音(比如采样,计算偏差等等),如果噪音的频率小于带宽,那么很有可能系统会出现震荡(表现为电流波形含有高次谐波)。这时候往往需要将PI参数调小以降低带宽。

2.影响VSC闭环带宽的关键是什么?

    可以说影响VSC闭环带宽的关键在公式里面都已经有了,就是开关频率,PI参数以及各个硬件参数。实际设备中还有采样精度,采样频率,计算精度等等。简单说影响带宽的因素很多很多。从个人的经验上来看,影响闭环带宽的关键就是你的PI参数,因为这个数值是可以调的,可以通过调节确定带宽,所以我认为PI参数是关键。但是也要注意,有时候你希望的带宽是无法达到的,比方说在开关频率20kHz的VSC中,你想设置5kHz的带宽,但是由于采样精度问题,及时PI参数设置为5kHz的带宽,实际中也没有这么高。

3.如何提高电流带宽?

       首先第一点是从硬件角度出发,提高采样精度。调理电路的精度、采样的精度都很重要。虽然现在很多ADC都已经12位了,但是采样的后两位精度其实蛮有问题的,有时候很不准确,我们称之为“飘”。要把这个问题解决掉,需要扎实的PCB布线功底,高端的ADC芯片,高精度调理电路,高速采样(甚至可以先在硬件里面来做一个滤波)等等。

     其次是控制器设计问题,单纯提高PI参数可以提高带宽,但是还有其他方法提高带宽(比方改进的PI控制器,模糊控制等等),能在提高带宽的通知减少高频电流谐振。

4.能否提高到120Hz以上?

    除非你的功率特别大,否则完全可以。我自己做的VSC电流带宽1kHz以上,相应速度飞快(基本肉眼完全无法察觉调整过程)。

5.这个问题如果你对我的答案感兴趣的话,我再给你找找看,毕竟不在学校了,找文章不方便。

6.DQ控制完全可以实现,请放心。

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  ·40.00

2017-06-26回答

您好!我现在就是想把功率做大,但是也想把带宽做高。有机会的话,跟您好好探讨下。多谢  Enron.H 2017-06-27

您好,带宽跟PI参数之间有什么公式吗?或者说实际系统的带宽是如何得知的?谢谢啦~~(主要是实验室没有环路分析仪那些设备,无法测出实际系统的带宽,难道是放在仿真里让simulink自动生成伯德图从而观测带宽吗?但是仿真毕竟跟实验差的挺多,大部分时候仿真能用的PI参数在实验里完全不好使)  电力电子一生推 2017-07-03

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  1. 为了抑制高频噪声,通常电流环带宽应低于开关频率的1/5,通常,大家都是取开关频率1/5-1/10。

  2. 因此,你上述问题的关键都在于:开关频率的大小。

  3. 参考书:  R. W. Erickson and D. Maksimovic, Fundamentals of Power Electronics, 2nd ed. Norwell, MA, USA: Kluwer, 2001.

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  朱东海·410.00

2017-06-20回答

多谢。我会然认真分析的。其实我现在的问题不是要常规的答案,而是要常规答案的分析过程。  Enron.H 2017-06-21

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设计控制器的时候我们一般把开环伯德图的穿越频率近似为闭环系统的带宽。

电流环的带宽一般做到1/5到1/10开关频率处,一般通过设计控制器参数就可以实现带宽的控制,DQ控制一般足够控制你上面提到的要求。

建议题主要想搞清楚这些问题,从课本开始,自动控制理论的经典教材都有涉及。


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感谢。不过答案不是想要的。依然感谢  Enron.H 2017-06-18

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我给你推荐几篇文章希望有帮助与你。

参看文献.rar


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  Earljing·140.00

2017-06-14回答

很好;十分感谢。不管是否有帮助。都感谢这份用心。  Enron.H 2017-06-18

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