[發明專利]一種功率波動抑制系統及其設計方法有效

申請號：	202011450729.0	申請日：	2020-12-11
公開（公告）號：	CN112636585B	公開（公告）日：	2022-08-05
發明（設計）人：	謝寧;華明;孫勇;盧勝利;孫祥;賈立朋	申請（專利權）人：	中國電子科技集團公司第十四研究所
主分類號：	H02M3/00	分類號：	H02M3/00;H02M3/04;H02J1/00
代理公司：	南京知識律師事務所 32207	代理人：	康翔;高嬌陽
地址：	210039 江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種功率波動抑制系統及其設計方法
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【權利要求書】：

1.一種功率波動抑制系統的設計方法，采用平臺直流電提供高壓直流電，經過功率波動抑制Boost變換器和DC/DC變換器，為用電設備提供低壓直流電；功率波動抑制Boost變換器包括功率傳輸電路和波動抑制電路，功率傳輸電路包括電感、開關管、電流傳感器、二極管、儲能電容、等效負載和電壓傳感器，波動抑制電路包括第一減法器、第二減法器、波動抑制控制器、電流控制器、占空比限幅器、限流器、數值比較器、驅動器、三角波發生器；將用電設備等效為可控開關、儲能電容和等效電阻，由可控開關、儲能電容和等效電阻形成用電設備脈沖負載，電壓傳感器輸出電壓信號，與電壓指令信號經過第一減法器，得到電壓誤差信號，經過波動抑制控制器和限流器，得到電流指令信號，輸入電流經過電感和電流傳感器，得到電感電流，與電流指令信號經過第二減法器，得到電流誤差信號，經過電流控制器和占空比限幅器，得到占空比信號，三角波發生器輸出三角波，與占空比信號經過數值比較器，得到開關驅動信號，經驅動器產生電壓信號，驅動開關管，控制開關管的導通和關閉，以控制儲能電容的電壓；其特征在于，包括：

計算指令信號與輸出電壓之差，得到電壓誤差信號，采用功率波動抑制傳遞函數處理并限流，得到電流指令信號；計算電流指令信號與電感電流之差，得到電流誤差信號，經電流控制函數計算和占空比限幅，得到0至1之間的占空比信號，和三角波相比較，得到開關驅動信號，經驅動器產生電壓信號；驅動開關管，控制開關管的導通和關閉，調節儲能電容C的電壓，設定電感L、等效負載R、儲能電容C、儲能電容最小值C_min、脈沖負載的額定工作電壓u_DC,out、峰值電流I_pk、最長工作脈寬t_wd、周期T、周期最大值T_max、占空比D_L、占空比最大值D_L,max、最大輸出電流I_DC,max，DC/DC變換器的工作效率η_DC、參考輸出電壓u_ref、額定輸出功率P_N、輸出電壓平均值的最小值u_out,avg,min、高壓直流容許的電壓波動范圍△u_out、電流傳感器的增益K_is、電流傳感器的時間常數τ_is、電流傳感器的傳遞函數G_is(s)、電流閉環的帶寬ω_i、電流控制器的傳遞函數G_ic(s)、電流控制器的比例系數K_p1、電流控制器的積分系數K_i1、Boost變換器的閉環傳遞函數G_i,close(s)、電壓傳感器的時間常數τ_us、電壓傳感器的傳遞函數G_us(s)、開關驅動信號的占空比D、等效電感L_e、波動抑制控制器的增益K_uc、波動抑制控制器增益的最小值K_1,min、波動抑制控制器的參數ω_uc、脈沖負載的最小重復頻率ω_min；由公式計算波動抑制控制器增益的最小值K_1,min，由公式計算儲能電容最小值C_min，由公式計算電流傳感器的傳遞函數G_is(s)，使電流閉環的帶寬ω_i大于10000rad/s，由公式計算電流控制器的傳遞函數G_ic(s)，由公式計算Boost變換器的閉環傳遞函數G_i,close(s)的近似值，由公式計算電壓傳感器的傳遞函數G_us(s)，由公式L_e＝L/D'²，D'＝1-D，計算被控對象的開環傳遞函數，令ω_ucω_min設置極點，得到波動抑制控制器的傳遞函數

2.根據權利要求1所述的功率波動抑制系統的設計方法，其特征在于，還包括：設置開環傳遞函數的穿越頻率ω_c＝ω_min/8，計算該穿越頻率時的功率波動抑制控制器的增益K_1,min，若K_ucK_1,min，則令K_uc＝K_1,min，否則K_uc不變；采用峰峰值與平均功率比作為衡量指標，由公式計算指功率波動周期范圍內的功率平均值P_avg，由公式計算脈沖負載條件下的輸出功率最大值與最小值之差與功率平均值之比，測量雷達在脈沖負載條件下的輸入側功率波動程度的下降幅度。