[發明專利]雙向充電機前端整流器的有限時間反步控制系統及方法

有效

• 申請號: 202010557944.4
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111679582B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 張承慧;付程;張關關;丁文龍;宋金秋
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G05F1/46;G05F1/66;H02M7/42
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

本公開提出了雙向充電機前端整流器的有限時間反步控制系統及方法，包括：電壓環及功率環；所述電壓環包括第一控制器，所述第一控制器被配置為：根據整流器直流電壓測量值及給定值，結合參數自適應律進行整流器有限時間反步控制，輸出值作為有功功率的給定值；所述功率環包括第二控制器，所述第二控制器被配置為：根據整流器的有功功率及無功功率的計算值及給定值進行整流器有限時間反步控制，獲得整流器調制電壓，實現對三相橋式整流器的控制。

技術領域

本公開屬于電力電子控制技術領域，尤其涉及雙向充電機前端整流器的有限時間反步控制系統及方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

三相電壓型PWM整流器具有單位功率因數運行、電網電流正弦化和能量雙向流動等優點，適合用作電動汽車雙向充電機的前端整流器。

發明人在研究中發現現有的充電工況十分復雜，基于線性模型的傳統比例積分控制方法調節速度慢；特別是在充電負載功率時變和電網不確定擾動下，整流器直流電壓和功率會出現大的超調，恢復至穩態的時間長，嚴重影響充電質量。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本公開提供了雙向充電機前端整流器的有限時間反步控制系統，實現三相電壓型PWM整流器直流電壓和功率的高抗擾、快速小超調跟蹤控制，保障充電系統安全高效運行。

為實現上述目的，本公開的一個或多個實施例提供了如下技術方案：

一方面，公開了雙向充電機前端整流器的有限時間反步控制系統，包括：

電壓環及功率環；

所述電壓環包括第一控制器，所述第一控制器被配置為：根據整流器直流電壓測量值及給定值，結合參數自適應律進行整流器有限時間反步控制，輸出值作為有功功率的給定值；

所述功率環包括第二控制器，所述第二控制器被配置為：根據整流器的有功功率及無功功率的計算值及給定值進行整流器有限時間反步控制，獲得整流器調制電壓，實現對三相橋式整流器的控制。

另一方面，公開了雙向充電機前端整流器的有限時間反步控制方法，包括：

根據整流器直流電壓測量值及給定值，結合參數自適應律進行整流器有限時間反步控制，輸出值作為有功功率的給定值；

根據整流器的有功功率及無功功率的計算值及給定值進行整流器有限時間反步控制，獲得整流器調制電壓，實現對三相橋式整流器的控制。

以上一個或多個技術方案存在以下有益效果：

本公開技術方案根據整流器直流電壓測量值及給定值，結合參數自適應律進行整流器有限時間反步控制，輸出值作為有功功率的給定值，步驟簡單，易于實現。

本公開技術方案根據整流器的有功功率及無功功率的計算值及給定值進行整流器有限時間反步控制，獲得整流器調制電壓，實現對三相橋式整流器的控制，在直流負載電阻突變等不確定擾動發生時，本公開技術方案在反步控制方法的基礎上，引入了有限時間控制技術和自適應律來實現了整流器直流電壓和功率恢復到穩定值的速度快，直流電壓和功率超調小，抗擾強，有助于提高充電質量，保障充電設備安全穩定運行。

本公開技術方案所提控制方法在兩相靜止坐標系下設計控制器，無需使用鎖相環，實時性好，易于推廣應用。

附圖說明

構成本公開的一部分的說明書附圖用來提供對本公開的進一步理解，本公開的示意性實施例及其說明用于解釋本公開，并不構成對本公開的不當限定。

圖1為本公開實施例子所提控制方法的控制框圖；

圖2a為本公開實施例子直流電壓參考值突變時的輸出直流電壓波形；