An extended analytical approach for obtaining the steady-state periodic solutions of SPWM single-phase inverters

Cheng, Xu; Chen, Yanfeng; Chen, Xi; Zhang, Bo; Qiu, Dongyuan

doi:10.1109/ecce.2017.8095941

Cited by 12 publications

(6 citation statements)

References 12 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The state-space equations of the VSI with pulse width modulation (PWM) can be solved, resulting in the nonlinear (exponential) dependency of state-space variables on the duty ratio of pulses [8]. In [6], the approximation by the Fourier series of the nonlinear control law was presented. Hammerstein's approach (decomposition of the input-output relationship, where dynamics are represented by a linear transfer function and nonlinearities are represented through the identified black box) to the nonlinear modelling of VSI was presented in [7].…”

Section: Continuous Model Of the Voltage Source Invertermentioning

confidence: 99%

“…Finally, for R CF ≈ 0, the transfer function of the control voltage and the disturbance (the output current) is (6).…”

Section: Continuous Model Of the Voltage Source Invertermentioning

confidence: 99%

“…To design such a control system, the inverter should be defined and modelled taking in care the properties of the output filter coil core [2][3][4]. Linear modelling in the operating point seems sufficient and is commonly used; however, there are many approaches (Section 2) to the nonlinearity of the inverter model [5][6][7]. Today, sophisticated control is only digital, so discrete models are required.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Simple Discrete Control of a Single-Phase Voltage Source Inverter in a UPS System for Low Switching Frequency

Rymarski

2023

Energies

View full text Add to dashboard Cite

Previous research has shown that the inverter output voltage distortions are higher for low switching frequencies, and it is impossible to increase the controller gains because it will cause oscillations of the output voltage. The main reason is the real frequency domain characteristic of the PWM modulator and measuring traces, which can be modelled as switching periods delays. The thesis of this paper is that by using the control system that takes care of these delays, it is possible to decrease output voltage distortions for the standard loads for relatively low switching frequencies (e.g., 12,800 Hz). The Luenberger observer was implemented in the multi-input-multi-output passivity-based control of the system with the delay, in order to predict the state variables of the inverter. It is shown that state variable prediction is unnecessary for high switching frequencies (e.g., 51,200 Hz). The theory, simulations and breadboard verification, using the inverter model controlled with the real-time interface MicroLabBox, are presented.

show abstract

Section: Continuous Model Of the Voltage Source Invertermentioning

confidence: 99%

“…Finally, for R CF ≈ 0, the transfer function of the control voltage and the disturbance (the output current) is (6).…”

Section: Continuous Model Of the Voltage Source Invertermentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Simple Discrete Control of a Single-Phase Voltage Source Inverter in a UPS System for Low Switching Frequency

Rymarski

2023

Energies

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The solution of the state-space equations of the pulse width modulation (PWM)-controlled VSI results in the nonlinear (exponential) dependency of the state-space variables on the switching on (duty) time [25]. In [26], the nonlinear control function is approximated by the Fourier series. The nonlinear modeling of the inverter using Hammerstein's approach (by means of the black-box identification method) is presented in [27].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Different Features of Control Systems for Single-Phase Voltage Source Inverters

Rymarski

Bernacki

2020

Energies

View full text Add to dashboard Cite

The aim of this paper is to determine which type of control loop is better for each particular type of standard voltage source inverter (VSI) load (static, dynamic, nonlinear rectifier resistive-capacitive RC load). A comparison of three different types of controllers for single-phase VSIs is presented. The first two are of the single input single output (SISO)/proportional-integral-derivative controller (PID) and coefficient diagram method (CDM) types, and the third is of the multi-input single output (MISO)/passivity-based control (PBC) type. The selections of the gains for SISO and MISO controllers are presented, including the problem in the choice of PBC controller gains caused by the imperfection of the pulse width modulation (PWM) modulator. For a standard nonlinear rectifier RC load, the new control quality factor (CQF) is defined to distinguish the properties of the controllers. The results show the superiority of the MISO-PBC controller for the RC load; however, for a linear dynamic load, the MISO-PBC performed worse than the SISO-PID or CDM. Therefore, the choice between either a simple and inexpensive SISO with one measurement trace or an expensive MISO with three measurement traces depends on the purpose of the VSI. The initial simulations and measurements of the experimental models are presented and discussed.

show abstract

“…Як видно з алгебраїзованої системи рівнянь(13), її розмірність визначається не тільки кількістю сигналів L , але і кількістю відліків кожного з них 2M . Тому, оскільки обчислювальні витрати на розв'язання системи (13) залежать від її розмірності, мінімізація необхідної кількості відліків може розглядатися як засіб підвищення ефективності методу.C.…”

unclassified

Improving Efficiency of the Periodic Steady-State Analysis of Electronic Circuits Using Spectral Analysis

Moskovko¹,

Vytiaz²,

Vandenbosch³

2020

Mìkrosist. elektron. akust.

View full text Add to dashboard Cite

Підвищення ефективності розрахунку стаціонарних періодичних режимів електронних кіл на основі спектрального аналізу сигналів Московко f А. О., ORCID 0000-0001-9432-7247 Витязь s О. О., к.т.н. доц., ORCID 0000-0002-4252-342X Кафедра електронної інженерії ee.kpi.ua Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» kpi.ua Київ, Україна Ванденбош s Гі, ORCID 0000-0002-5878-3285 Кафедра телекомунікацій та мікрохвильової техніки esat.kuleuven.be/telemic Католицький університет Льовену kuleuven.be Льовен, Бельгія Анотація-Спектральні характеристики сигналів лежать в основі вибору кроку їх дискретизації у часі, якщо для обчислення цих сигналів застосовується метод аналізу стаціонарних періодичних режимів нелінійних електронних кіл на основі ряду Котельникова-Шеннона. Оскільки отримання самих сигналів і є метою застосування цього методу, виникає замкнене коло: щоб отримати сигнали, необхідно визначити крок дискретизації у часі, а щоб визначити крок дискретизації, необхідно знати спектральні властивості сигналу, а саме верхню граничну частоту, яка обмежує його частотний спектр. У роботі запропонований метод визначення кроку дискретизації сигналу на основі обчислення часткової реакції схеми на пробний сигнал у вигляді функції Хевісайда. Реакція визначається будь-яким чисельним методом, придатним для розв'язування систем нелінійних диференціальних рівнянь першого порядку. За спектральною густиною енергії реакції визначається верхня гранична частота і крок дискретизації сигналу у часі, який визначає необхідну кількість відліків. Наведені приклад застосування запропонованого методу та його порівняльна ефективність. Ключові слова-періодичний стаціонарний режим; дискретна згортка; нелінійне електронне коло; ряд Котельникова-Шеннона I.

show abstract

An extended analytical approach for obtaining the steady-state periodic solutions of SPWM single-phase inverters

Cited by 12 publications

References 12 publications

Simple Discrete Control of a Single-Phase Voltage Source Inverter in a UPS System for Low Switching Frequency

Simple Discrete Control of a Single-Phase Voltage Source Inverter in a UPS System for Low Switching Frequency

Different Features of Control Systems for Single-Phase Voltage Source Inverters

Improving Efficiency of the Periodic Steady-State Analysis of Electronic Circuits Using Spectral Analysis

Contact Info

Product

Resources

About