[發明專利]調頻諧振式特高壓試驗電源的電壓與頻率控制方法

有效

• 申請號: 200710192667.6
• 申請日: 2007-12-19
• 公開（公告）號: CN101206242A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: 羅安;徐先勇;帥智康;方璐;劉定國;孫賢大;李鋒
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01R31/14
• 分類號: G01R31/14;G05F1/12;H02M5/44
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司
• 代理人: 馬強

1.一種調頻諧振式特高壓試驗電源的電壓與頻率控制方法，首先進行頻率調節，當頻率穩定在諧振頻率之后再進行電壓調節，直至系統頻率、電壓達到設定值，其特征在于，具體步驟包括：首先通過分壓電容器檢測諧振電容電壓U_c和諧振電路輸入電壓U₀，并得出相位差Φ，經過比例積分鎖相控制器調節，控制器輸出信號經壓控振蕩器得到頻率為諧振頻率w₀的正弦信號，頻率調節完成，結束諧振頻率自動搜索；此時電壓處于開環控制，當頻率穩定在諧振點時，開始進行電壓調節，諧振電容電壓U_c有效值U_c′與電壓設定值U_c^*的差值經PI控制器調節后，其輸出通過歸一化模塊處理后得到調制度M，調制度M與壓控振蕩器輸出的頻率w₀的正弦信號相乘，并經脈沖寬度調制PWM電路得出逆變器開關的控制信號，調節逆變器輸出電壓，使其達到設定電壓值。

2.根據權利要求1所述的調頻諧振式特高壓試驗電源的電壓與頻率控制方法，其特征在于，所述頻率調節和電壓調節的具體算法包括以下步驟：

a、檢測并采樣諧振電路電容電壓U_c及諧振電路輸入電壓U₀的相位，經過異或邏輯門(XOR)得出相位差Φ，歸一化到[0??π]區間即為：μ_f；

b、μ_f經RC低通濾波器轉化為電壓信號x_f；

c、計算相位差電壓信號x_f與設定值1/2的差值e(k)，經比例積分鎖相控制器得出頻率信號控制量：

X(K+1)=mm-1π2RLCmKi+(m-1)KP1-(1-m)(Ki+KP)π2RLCX(K)]]>

d、檢測并采樣諧振電容兩端電壓U_c的值，并有效值電路處理得到其有效值U_c′；

e、計算諧振電容兩端電壓有效值U_c′與設定值U_c^*的差值ΔU_c；

f、將ΔU_c經PI控制器調節后，并做歸一化到[0??1]區間得到調制度M為：

M(K+1)＝M(k)+K_P[ΔU_c(K+1)-ΔU_c(K)]+K_iΔU_c(K+1)

最后將上述得出的X(k+1)經壓控振蕩器振蕩后得出頻率為諧振頻率w₀的標準正弦信號，把標準正弦信號與調制度M相乘并由高頻三角載波調制后，得出逆變器開關的控制信號，調節逆變器輸出電壓，使其達到設定電壓值。