单相桥式整流电容滤波及稳态时的波形分析

本文深入探讨了电容滤波的基本原理及其在电子电路中的应用。详细讲解了电容如何平滑直流电源的输出,减少纹波电压,提高电源稳定性。适合电子工程初学者及对电源电路有兴趣的技术人员阅读。

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电容滤波;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

### 单相桥式PWM整流双闭环预测控制理论实现方法 #### 一、概述 单相桥式PWM整流器是一种重要的电力电子变换装置,在可再生能源发电、电机驱动等领域有着广泛的应用。为了提高系统的动态性能和稳态精度,通常采用双闭环结构来分别调节电流和电压。而基于模型预测算法的控制器能够更好地适应复杂的非线性系统并提供更优的瞬态响应特性[^1]。 #### 二、控制系统架构设计 该类控制系统主要由外环直流侧电容电压反馈回路以及内环交流输入电流跟踪指令构成。其中者负责维持储能元件两端所承受的压力稳定;后者则确保流入变频电源端口处的实际波形尽可能贴近理想正弦形态,并保持单位功率因数运行状态良好[^2]。 #### 三、建模分析过程 对于单相全控型逆变电路而言,其数学描述可以简化为如下形式: \[ \frac{d}{dt}i(t)=\frac{-R*i(t)+v_{g}(t)-v_{c}(t)}{L}\] 这里 \( i(t)\),\( v_g (t) \),\( v_c (t)\) 分别代表负载电流、电网电压及滤波电感上的压降;参数 L 和 R 表征线路阻抗属性。通过离散化上述微分方程组即可得到适用于计算机仿真的差分表达式[^3]。 ```matlab % MATLAB仿真代码片段 function dx=state_space_model(x,t,Vg,R,L,C,udc_ref,Kp,Ki) % 定义状态变量及其导数值 id=x(1);vc=x(2); % 计算误差信号e积分项ei e=udc_ref-x(2); ei=integral(@(tau)e,0,t); % 更新下一刻的状态向量dx/dt=[didt,dvcdt]' didt=(Vg-R*id-vc)/L; dvcdt=id/C-Kp*e-Ki*ei; dx=[didt;dvcdt]; end ``` #### 四、优化策略探讨 考虑到实际应用场景中的不确定性和干扰因素影响较大,因此有必要引入鲁棒性强且计算效率高的在线自校正机制。具体来说就是利用滚动域估计原理对未来有限间段内的操作序列进行寻优求解,从而获得最优开关模式组合方案以最小化给定成本函数J的价值期望值[^4]。
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