[發(fā)明專利]兆瓦級(jí)中壓中頻三電平直流換流器的自適應(yīng)非線性控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310368402.2
• 申請(qǐng)日: 2013-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN103457470A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖飛;謝幀;王瑞田;楊國潤;范學(xué)鑫;揭貴生;王恒利;陸明科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍工程大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/28
• 分類號(hào): H02M3/28
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

1.一種兆瓦級(jí)中壓中頻三電平直流換流器的自適應(yīng)非線性控制方法，其特征在于包括以下步驟：

將控制指令U_oref輸入至控制器，U_oref與經(jīng)過低通濾波的實(shí)際輸出電壓u_o比較，比較結(jié)果送入到電壓環(huán)自適應(yīng)PI控制器運(yùn)算，電壓環(huán)自適應(yīng)PI控制器的PI參數(shù)是根據(jù)誤差電壓u_err信號(hào)，以及換流器系統(tǒng)所處的工作模式進(jìn)行實(shí)時(shí)在線調(diào)整的；

電壓環(huán)自適應(yīng)PI控制器運(yùn)算結(jié)果經(jīng)過限幅處理后即為電流環(huán)指令值I_Lref，I_Lref與經(jīng)過低通濾波的實(shí)際電感電流i_L比較后送入電流環(huán)自適應(yīng)PI控制器運(yùn)算，電流環(huán)自適應(yīng)PI控制器的PI參數(shù)是根據(jù)誤差電壓u_err信號(hào)，以及換流器系統(tǒng)所處的工作模式進(jìn)行實(shí)時(shí)在線調(diào)整的；

電流環(huán)運(yùn)算結(jié)果經(jīng)過限幅處理后得到移相占空比d_α，然后送入到移相PWM生成器，輸出電流i_o信息進(jìn)入短路限流滯環(huán)控制器，然后輸出脈沖封鎖信號(hào)，也送入到移相PWM生成器；

最后，移相PWM生成器根據(jù)得到控制命令，計(jì)算得到PWM控制脈沖u_g1至u_g8。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兆瓦級(jí)中壓中頻三電平直流換流器的自適應(yīng)非線性控制方法，其特征在于PI參數(shù)的在線調(diào)整規(guī)律如下：

換流器系統(tǒng)的工作模式分為CCM穩(wěn)態(tài)、DCM穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)，系統(tǒng)內(nèi)的模式檢測環(huán)節(jié)通過傳感器輸出的實(shí)際電感電壓i_L判斷系統(tǒng)的工作模式并將計(jì)算結(jié)果輸出至電壓環(huán)自適應(yīng)PI控制器和電流環(huán)自適應(yīng)PI控制器，其中k_pu和k_iu為電壓環(huán)PI的比例系數(shù)和積分系數(shù)，k_pi和k_ii為電流環(huán)PI的比例系數(shù)和積分系數(shù)，k′_pu、k′_iu、k′_pi和k′_ii為對(duì)應(yīng)系數(shù)的小參數(shù)，k_pu、k_iu、k_pi和k_ii為對(duì)應(yīng)系數(shù)的大參數(shù)，t為時(shí)間，CCM穩(wěn)態(tài)切換到DCM穩(wěn)態(tài)的PI參數(shù)在線調(diào)整規(guī)律為：

kpu_enhance(t)=kpu-(kpu-kpu′)e-10t,t≥0kiu_enhance(t)=kiu-(kiu-kiu′)e-10t,t≥0kpi_enhance(t)=kpi-(kpi-kpi′)e-10t,t≥0kii_enhance(t)=kii-(kii-kii′)e-10t,t≥0]]>

而DCM穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)切換到CCM穩(wěn)態(tài)的PI參數(shù)在線調(diào)整規(guī)律為：

kpu_weaken(t)=kpu′+(kpu-kpu′)e-10t,t≥0kiu_weaken(t)=kiu′+(kiu-kiu′)e-10t,t≥0kpi_weaken(t)=kpi′+(kpi-kpi′)e-10t,t≥0kii_weaken(t)=kii′+(kii-kii′)e-10t,t≥0]]>

CCM穩(wěn)態(tài)切換到動(dòng)態(tài)的參數(shù)為直接變化，即當(dāng)系統(tǒng)檢測到誤差電壓u_err的絕對(duì)值大于動(dòng)態(tài)判斷電壓邊界值后，即|u_err|＞U_err，將系統(tǒng)參數(shù)變?yōu)橛尚?shù)k′_pu、k′_iu、k′_pi和k′_ii瞬時(shí)調(diào)節(jié)為大參數(shù)k_pu、k_iu、k_pi和k_ii，且當(dāng)|u_err|>U_err時(shí)維持不變；當(dāng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)束，即|u_err|＜U_err，則由模式檢測環(huán)節(jié)判斷系統(tǒng)處于CCM或DCM模式，若處于CCM模式，則由指數(shù)規(guī)律對(duì)PI參數(shù)進(jìn)行在線減小調(diào)整，若檢測到為DCM模式，則參數(shù)維持不變；DCM穩(wěn)態(tài)切換到動(dòng)態(tài)的參數(shù)維持不變。