[發明專利]一種IPOS直流變換器自適應變參數輸出均壓控制方法

有效

• 申請號: 201911087444.2
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN110838792B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 蔡久青;徐正喜;吳浩偉;蔡凱;吳鈁;李銳;李鵬;金翔;汪文濤;鄧磊;張鵬程;張正卿;孔祥偉;李小謙;邢賀鵬;周樑;金惠峰;姜波;李可維;陳濤;魏華;羅偉;耿攀
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一九研究所
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/14
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙) 11457
• 代理人: 孫紅穎

1.一種IPOS直流變換器自適應變參數輸出均壓控制方法，其中，所述IPOS直流變換器內包含多個輸入并聯輸出串聯的直流變換模塊，其特征在于，所述IPOS直流變換器具有雙環控制環路，所述雙環控制環路包括輸出電壓環和自適應變參數輸出均壓環，所述輸出電壓環包括電壓閉環調節器G₁，所述自適應變參數輸出均壓環包括滑動平均濾波器、第一乘法器、第一限幅器、第二限幅器、均壓閉環調節器G₂和自適應閉環調節器G₃，所述輸出均壓控制方法包括下述步驟：

(1)、接收IPOS直流變換器的輸出電壓指令V_oref，采集IPOS直流變換器的實際輸出電壓V_o；

(2)、將獲得的IPOS直流變換器的實際輸出電壓V_o作為IPOS直流變換器的輸出電壓反饋，計算IPOS直流變換器的輸出電壓指令與輸出電壓反饋的差值作為直流變換器的輸出電壓誤差；

(3)、將輸出電壓誤差作為電壓閉環調節器G₁的控制輸入，電壓閉環調節器G₁的輸出作為第一加法器的一路輸入；

(4)、將IPOS直流變換器的實際輸出電壓V_o除以直流變換模塊的數量n的計算結果作為相應直流變換模塊的輸出電壓指令；

(5)、對每個直流變換模塊的實際輸出電壓V_on進行采樣，并將采樣獲得的每個直流變換模塊的實際輸出電壓V_on作為該直流變換模塊輸出電壓反饋，計算該直流變換模塊輸出電壓指令與電壓反饋的差值作為相應直流變換模塊的輸出電壓誤差，所述直流變換模塊輸出電壓誤差值經所述滑動平均濾波器計算輸出后作為第一乘法器的輸入，所述滑動平均濾波器用于對直流變換模塊的輸出電壓誤差信號進行濾波；

(6)、計算當前控制周期各直流變換模塊的輸出電壓誤差絕對值與上一控制周期同一直流變換模塊的輸出電壓誤差絕對值的差值，作為該直流變換模塊輸出電壓誤差變化量；

(7)、直流變換模塊輸出電壓誤差變化量經第一限幅器限幅輸出，作為自適應閉環調節器G₃的控制輸入，自適應閉環調節器G₃的計算輸出再經第二限幅器限幅輸出，作為第一乘法器的另一路輸入；

(8)、將乘法器的輸出作為均壓閉環調節器G₂的控制輸入，均壓閉環調節器G₂的計算輸出作為第一加法器的另一路輸入，與電壓閉環調節器G₁的計算輸出疊加，經PWM調制后用于控制直流變換模塊內開關器件的開通和關斷，實現IPOS直流變換器內各直流變換模塊的輸出均壓控制。

2.根據權利要求1所述的IPOS直流變換器自適應變參數輸出均壓控制方法，其特征在于，所述IPOS直流變換器內多個輸入并聯輸出串聯的直流變換模塊由同一個硬件控制單元進行集中控制。

3.根據權利要求1所述的IPOS直流變換器自適應變參數輸出均壓控制方法，其特征在于，所述第一限幅器采用如下方式進行限幅：當直流變換模塊輸出電壓誤差變化量小于等于限制閾值△V(△V0)時，第一限幅器的輸出為零；當直流變換模塊輸出電壓誤差變化量大于限制閾值△V時，第一限幅器的輸出等于輸入。

4.根據權利要求3所述的IPOS直流變換器自適應變參數輸出均壓控制方法，其特征在于，所述第二限幅器的采用如下方式進行限幅：當自適應閉環調節器G₃的計算輸出小于等于限制閾值△K_c1(△K_c10)時，第二限幅器的輸出為1；當自適應閉環調節器G₃的計算輸出大于限制閾值△K_c1且小于等于限制閾值△K_c2(△K_c2△K_c1)時，第二限幅器的輸出等于輸入；當自適應閉環調節器G₃的計算輸出大于限制閾值△K_c2時，第二限幅器的輸出等于固定值K_m(K_m1)。

5.根據權利要求4所述的IPOS直流變換器自適應變參數輸出均壓控制方法，其特征在于，所述第二限幅器的輸出作為均壓閉環調節器G₂的可變增益K，通過增益變化實時調節控制器參數，以優化控制的穩定裕度、動態誤差和動態響應速度。