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。
- 1 -。
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
ｔ ｅ ｌｔ ｏｔｇ ． ｎ ａ ｄｔ ｎ ｔ ｅ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｏ ｏ ｒ ｇ ａｅ ｖ ｌ ｅ Ｉ ｄ ｉ ｏ ， ｈ ｐ ｌ ｔ ＡＶＣ ｉ ｎ ｈ ｕ Ｇｒ ｓ ｉ ｔ ｄ ｃ ｄ Ｔ ｅ ＡＶＣ ｒ ａ ｉ ｄ ｒ ａ ｏ ａ ｌ ｕ ａ ｉ ｃ ｏ ｆ ｎ Ｇａ ｚ ｏ ｉ ｗａ ｎ ｒ ｕ ｅ ． ｈ ｄ ｏ ｅ ｌ ｅ ｅ ｓｎ ｂｅ ｚ ｉｐ ｔ ｏ ｅ ｃ ｉｅ ｌａ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎ ｅ ｕ ｐ ｎ ｎ ｒ ｐ ｒ ｒ ｇ ｌ ｏ ｉ ｒ ｎ ｆｒ ｒ ｔｐ ｃ ａ ｇ ｒ ｎ ｕ ｒａ ｔ — ｏ ｄ ｃ ｍｐ ｎ ａｉ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ａ ｄ ｐ ｏ ｅ ｅ ｕ ￣ｉｎ ｏ ｍａｎ ｔ ｓ ｍｅ ａ ｈ ｎ ｅ ．Ｍｏｅ ｖ ｒ ｈ ｆ ｖ ｏ ｆ ａ ｏ ｒｏ ｅ ，ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｗ ｔ ｈ ｐ ｌ ａ ｉ ｔ ｅ ｈ ｎ ｅ ｈ ｏｔ ｇ ｕ ｉ ｎ ｅ ｒａ ｅ ｏ ｓｏ ｒｄ ｙ ｔ ｍ ｉ ｔｅ ａ ｐ ｉ ｂ ｌ ｙ ｎ ａ ｃ ｄ ｔ ｅ ｖ ｌ ｅ ｑ ａ ｔ ａ ｄ ｄ ｃ ｓ ｄ ｌ ｓ ｇ ｉ ． ｈ ｃ ｉ ａ ｌ ｙ ｅ ｆ Ｋｅ ｏ ｄ ： ｎ ｈ ｕ Ｇｒｄ ｖ ｌ ｇ ； ｅ ｃｉ ｅｐ ｗ ｒｏ ｔｍｉａｉｎ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｙ Ｗ ｒ ｓ Ｇａ ｚ ｏ ｉ ； ｏ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｅ ｐ ｉ ｚ ｔ ； ｐ ｌ ｔ ａ ｖ ｏ ｃ ｏ
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
\
闭环控制系统
(6)校正元件：也叫补偿元件，是结构与参数便于调整的元件，以串联或反馈的方式连接在系统中，完成所 需的运算功能，以改善系统的性能。根据在系统中所处的位置不同，可分别称为串联校正原件和反馈校正元 件。
区别
区别
同开环控制系统区别
同开环控制系统相比，闭环控制具有一系列优点。在反馈控制系统中，不管出于什么原因（外部扰动或系统 内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。因此，它具有抑制干扰的能力， 对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。但反馈回路的引入增加了系统的复杂性，而且增益选择不当 时会引起系统的不稳定。为提高控制精度，在扰动变量可以测量时，也常同时采用按扰动的控制（即前馈控制） 作为反馈控制的补充而构成复合控制系统。
闭环控制系统
控制系统的一种类型
01 原理
03 区别 05 应用实例
目录
02 基本组成 04 控制特点
基本信息
闭环控制系统是控制系统的一种类型。具体内容是指：把控制系统输出量的一部分或全部，通过一定方法和 装置反送回系统的输入端，然后将反馈信息与原输入信息进行比较，再将比较的结果施加于系统进行控制，避免 系统偏离预定目标。闭环控制系统利用的是负反馈。即是由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系 统，又称反馈控制系统。
一般来说，开环控制系统结构比较简单，成本较低。开环控制系统的缺点是控制精度不高，抑制干扰能力差， 而且对系统参数变化比较敏感。一般用于可以不考虑外界影响或精度要求不高的场合，如洗衣机、步进电机控制 装置以及水位调节系统等。
电压电流环pi算法
电压电流环pi算法电压电流环（Voltage-Current Loop，VCL）是一种在电力系统中广泛应用的闭环控制系统。
其主要目的是通过调节电压和电流的幅值和相位，实现对电力系统稳定性的控制。
而pi算法（π-gorithm），作为一种数字滤波器设计方法，其在电压电流环控制中的应用，可以有效提高控制系统的性能。
首先，我们来了解电压电流环的基本概念。
电压电流环是一种基于电力系统中电压和电流信号的闭环控制系统。
通过采集电压和电流信号，对其进行处理和分析，得到控制变量，进而实现对电力系统的控制。
这种控制方式具有响应速度快、控制精度高等优点。
接下来，我们探讨一下pi算法的原理与应用。
pi算法是一种数字滤波器设计方法，其主要思想是通过调整滤波器的传递函数，实现对电压和电流信号的滤波处理。
在电压电流环控制中，pi算法可以有效抑制谐波干扰，提高控制精度和稳定性。
此外，pi算法还具有计算简单、实现方便等优点。
在实际工程中，电压电流环pi算法具有显著的优势。
首先，pi算法可以实现对电压和电流信号的实时监测和处理，从而提高控制系统的响应速度和精度。
其次，pi算法可以有效抑制谐波干扰，提高电力系统的稳定性。
最后，pi 算法具有较高的可靠性，可以在各种工况下稳定运行。
下面我们通过一个实例来分析电压电流环pi算法的应用。
假设我们有一个电力系统，其电压和电流信号分别为：电压幅值为100V，电流幅值为10A。
我们采用pi算法设计一个数字滤波器，对其进行滤波处理。
根据pi算法的设计步骤，我们可以得到滤波器的传递函数为：G(s) = 0.1/((s^2) + 1)。
通过滤波处理，我们可以得到滤波后的电压和电流信号，从而实现对电力系统的控制。
综上所述，电压电流环pi算法在电力系统控制中具有广泛的应用前景。
通过实时监测和处理电压和电流信号，可以提高控制系统的响应速度和精度。
同时，pi算法具有较高的可靠性和稳定性，可以在各种工况下稳定运行。
闭环控制系统的设计
04
闭环控制系统应用实例
温度控制系统设计
温度控制系统是闭环控制中常见的一种，主要用于工业和家庭环境中对温度的精 确控制。
温度控制系统通过温度传感器检测环境温度，并将该信号传输至控制器。控制器 根据预设的温度值与实际温度值的差异，输出相应的控制信号，如调节加热元件 的功率，以实现温度的精确控制。
液位控制系统设计
控制精度分析
分析系统输出与期望输出之间的误差大小和分布情况，评估控制精 度。
03
闭环控制系统设计方法
根轨迹法
总结词
根轨迹法是一种通过绘制闭环极点在复平面上的轨迹来分析控制系统稳定性的方 法。
详细描述
根轨迹法通过分析开环传递函数的极点位置变化来预测闭环系统的稳定性。通过 改变开环传递函数的某些参数，可以观察到闭环极点的变化，从而判断闭环系统 的稳定性。根轨迹法还可以用于确定系统对特定参数变化的敏感度。
闭环控制系统是一种反馈控制系统， 它通过比较实际输出与期望输出之间 的误差来调整系统的输入，从而减小 误差并使输出达到期望的目标值。
闭环控制系统的基本组成
总结词
闭环控制系统通常由控制器、受控对象、反馈通道和前馈通 道等部分组成。
详细描述
控制器是闭环控制系统的核心，负责接收输入信号并根据控 制算法计算输出信号；受控对象是实际需要控制的设备或系 统；反馈通道负责将受控对象的输出信号反馈回控制器；前 馈通道则用于补偿系统中的干扰和变化。
闭环控制系统的特点
总结词
闭环控制系统具有高精度、高稳定性和适应性强的特点。
详细描述
由于闭环控制系统采用了负反馈机制，能够实时监测系统输出并与期望值进行比较，因此具有高精度和高稳定性， 能够快速适应不同的输入和环境变化。此外，通过调整控制算法和参数，闭环控制系统还可以实现复杂的控制策 略和优化目标。
浅谈全网电压无功优化运行闭环控制系统的特点
４． 减 少 了电 能损耗 。 损节 能效 益明显 ２ 降
Ａ Ｃ 系统 的设计 思想 ，是在 保证 监控 点 电压 合 格 的前提 下 ， Ｖ 电容器 投 入率大 幅提 高 的结果 是节 电效 应得 到 了充分 体现 。Ａ Ｃ Ｖ
行闭环 控制系 统 （ 以下 简称“ Ｖ Ａ Ｃ系 统 ’。系统 采用 分布 式递 阶 协 合理 调配 系统无 功 ， 电网损耗 降至 最 小。因此 ， １Ｏ Ｖ 变 电所 ， ） 使 各 １ ｋ 调 控制 技 术 ， 实现 了调度 中 心决 策 、 控站 控 制 的二 级控 制 模 式 ， 集 优 化 了无 功 电压协 调控 制策 略 。本 系统 通过 短期 负荷 预 测技 术 与 系统投 入 闭环运 行 后， 电网无 功分 层分 区平 衡 大大 改善 ， 大幅度 并 降损 节 电效 果 明显 ， 网网损率 如表 ２ 示 。 主 所 逆 调压控 制策 略 的结合及 预 决策 功 能， 高 了电压 合格 率 ， 少设 提 高 了电容器 投入 率， 提 减 备 动作 次数 ， 轻值 班人 员人 工 调度 的劳 动 强度 ， 减 为现 代 电 网安全 和 稳定优 化控 制提供 了先 进 的技术 手段 。
责 任归属 的 问题 。
表 １ 城 网、 农网电压合格率
２ 系 统 概 况 义乌 电 网是一 个 中等发 达城 市 的规 模 ， 网规模 为 ２０ｋ 变 电 ２ Ｖ 电所４ １０ Ｖ变电所 ２ 座 ，１ｋ 座，１ｋ ２ ｌ０ｖ主变 ３ 台， ８ 变电容量 １２ ＭＶ ７３ Ａ， 无 功补 偿容 量 ２９ ７． ６ＭＶ Ｒ；５ｋ Ａ ３ ｖ变 电所 １ ，５ｋ 主变 ２台 ， 座 ３ ｖ 变电容量 １ ８ ＭＶＡ 无功补偿容量 ３ Ａ ． 最高负荷：５．Ｍｗ， ， Ｍｖ Ｒ 网供 ９７ １
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现代电力电子的重要技术之一，该技术在电力电子设备中得到了广泛的应用。
它主要是通过反馈控制的方法，实现对电压、电流进行精确控制。
电压电流闭环控制的作用在于：
1. 提高系统的稳定性和精度
电压电流闭环控制的主要作用就是提高系统的稳定性和精度。
在电力电子设备中，电压电流控制精度是非常重要的。
如果控制的精度不够高，就会影响到整个系统的稳定性，导致设备出现故障或者不能工作。
因此，电压电流闭环控制技术可以通过反馈控制来实现对电压、电流的精确控制，从而提高系统的稳定性和精度。
2. 实现柔性控制，提高系统的适应性
电压电流闭环控制技术可以实现柔性控制，提高系统的适应性。
在现代电力电子设备中，需要实现多种不同电压、电流的控制，而且经常需要对控制参数进行调整。
如果只采用开环控制，很难满足这些需求。
而采用电压电流闭环控制技术，可以根据不同的电压、电流需求来调整控制参数，从而实现柔性控制。
3. 提高功率因数，降低谐波污染
电压电流闭环控制技术还可以提高功率因数，降低谐波污染。
在电力电子设备中，谐波污染是一个常见的问题。
使用电压电流闭环控制技术可以通过合理控制电压、电流，减少功率因数的损失，从而降低谐波污染的影响。
4. 提高效率，降低能耗
5. 密切结合数字控制技术，提高系统的可编程性
总之，电压电流闭环控制技术可以提高系统的稳定性和精度，实现柔性控制，降低谐波污染，提高效率，降低能耗，提高系统的可编程性。
这些优点使得电压电流闭环控制技术成为现代电力电子设备中不可或缺的一部分。
电压闭环pi
电压闭环pi### 电压闭环PI控制器原理及应用电压闭环PI（比例积分）控制器是一种常用的控制器，广泛应用于电力系统、工业自动化、机器人控制等领域。
本文将介绍电压闭环PI控制器的原理及应用。
#### 1. 原理简介电压闭环PI控制器是一种反馈控制系统，常用于调节输出电压以达到期望值或稳定工作点。
其主要包含两个部分：比例控制和积分控制。
**比例控制**：比例控制是根据误差信号和比例常数Kp的乘积调节输出。
当误差增大时，比例控制会加大输出变化幅度，从而更快地响应系统的变化。
但过大的比例系数可能导致系统振荡或不稳定。
**积分控制**：积分控制是根据误差信号的累积值和积分常数Ki的乘积调节输出。
积分控制可以减小稳态误差，提高系统的精度和稳定性。
但积分控制的过强可能导致系统超调或振荡。
通过合理选择比例常数Kp和积分常数Ki，可以使电压闭环PI控制器在系统响应速度和稳定性之间取得平衡。
#### 2. 应用场景电压闭环PI控制器广泛应用于各种需要稳定控制输出电压的系统中。
以下是几个常见的应用场景：**电力系统**：电压闭环PI控制器在电力系统中常用于电力变压器、发电机和稳压器等设备的电压调节，以保持输出电压的稳定性。
**工业自动化**：在工业自动化中，电压闭环PI控制器可以用于调节电机、传动装置和调速器等设备的电压输出，以实现精确的运动控制。
**机器人控制**：机器人的运动控制系统中，电压闭环PI控制器常用于调节关节电机的电压输出，以实现精确的位置和速度控制。
**能源管理**：在能源管理系统中，电压闭环PI控制器可以用于调节太阳能电池板、风力发电机组和电池储能系统等的电压输出，以优化能源的收集和使用效率。
#### 3. 优势与不足电压闭环PI控制器具有以下优势：- 精确性：通过比例和积分的控制，能够实现对输出电压的精确控制，减小稳态误差，提高系统的精度和稳定性。
- 自适应性：通过调节比例和积分常数，可以适应不同系统的特性和需求，提高系统的适应性和鲁棒性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。