[發(fā)明專利]雙PI協(xié)同控制裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011452059.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN112698571B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹小正;張?jiān)脐?yáng);赫海燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南知匯電力技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04;H02J3/18;H02J3/26
• 代理公司: 鄭州盈派知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41196
• 代理人: 樊羿;張曉輝

本發(fā)明公開了一種雙PI協(xié)同控制裝置及方法，以解決現(xiàn)有的PI控制器靜態(tài)誤差較大的技術(shù)問題。本發(fā)明由兩個(gè)PI控制器協(xié)同生成，一個(gè)PI控制器以當(dāng)前時(shí)刻瞬時(shí)誤差為激勵(lì)，采用位置式PI控制方法；另一個(gè)PI控制器以上一周期同位置的預(yù)測(cè)誤差為激勵(lì)，采用增量PI控制方法；兩個(gè)控制器的輸出疊加即為最終控制量。本發(fā)明引入預(yù)測(cè)誤差以增量式PI控制給予位置式PI控制補(bǔ)償，以達(dá)到抑制控制靜態(tài)誤差的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電能控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙PI協(xié)同控制裝置及方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著風(fēng)能、太陽(yáng)能、燃料電池等新能源的開發(fā)和利用，電力電子變換裝置作為連接電網(wǎng)的核心裝置得到廣泛應(yīng)用。由于電網(wǎng)對(duì)饋入電流諧波含量有嚴(yán)格要求；因此，對(duì)并網(wǎng)逆變器輸出電流波形進(jìn)行控制尤為重要。

目前逆變器中的控制算法廣泛采用電流控制方案，主要有PI控制，重復(fù)控制等；但PI控制在控制較弱時(shí)，常常出現(xiàn)較大靜態(tài)誤差。重復(fù)控制因受控制系統(tǒng)的影響，常常出現(xiàn)控制發(fā)散及控制誤差的大情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種雙PI協(xié)同控制裝置及方法，以解決現(xiàn)有的PI控制器靜態(tài)誤差較大的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

設(shè)計(jì)一種雙PI協(xié)同控制裝置，標(biāo)準(zhǔn)輸入電流為i*(n)和實(shí)際輸出電流為i(n)，還包括瞬時(shí)誤差生成器、預(yù)測(cè)誤差生成器、協(xié)同器，第一PI控制器、第二PI控制器；瞬時(shí)誤差生成器的輸出端和第一PI控制器的輸入端對(duì)應(yīng)連接，預(yù)測(cè)誤差生成器的輸出端和第二PI控制器的輸入端對(duì)應(yīng)連接；瞬時(shí)誤差生成器的輸入端、預(yù)測(cè)誤差生成器的輸入端均與標(biāo)準(zhǔn)輸入電流為i*(n)對(duì)應(yīng)連接，第一PI控制器的輸出端、第二PI控制器的輸出端均與協(xié)同器的輸入端對(duì)應(yīng)連接；協(xié)同器的輸出端與瞬時(shí)誤差生成器、預(yù)測(cè)誤差生成器對(duì)應(yīng)連接；協(xié)同器的輸出端與實(shí)際輸出電流為i(n)對(duì)應(yīng)連接。

進(jìn)一步的，瞬時(shí)誤差生成器包括第一求和器和單位延遲器，協(xié)同器的輸出端和單位延遲器對(duì)應(yīng)連接，單位延遲器的輸出端與第一求和器的第一輸入端對(duì)應(yīng)連接，第一求和器的第二輸入端與標(biāo)準(zhǔn)輸入電流為i*(n)對(duì)應(yīng)連接，第一求和器的輸出端與第一PI控制器的輸入端對(duì)應(yīng)連接。

進(jìn)一步的，預(yù)測(cè)誤差生成器包括第二求和器、第一N單位延遲器、第二N單位延遲器，第二求和器的輸入端與第一N單位延遲器、第二N單位延遲器對(duì)應(yīng)連接，第二求和器的輸出端與第二PI控制器的輸入端對(duì)應(yīng)連接；

第一N單位延遲器的輸入端與標(biāo)準(zhǔn)輸入電流為i*(n)對(duì)應(yīng)連接，N單位延遲器的輸入端與協(xié)同器的輸出端對(duì)應(yīng)連接。

還設(shè)計(jì)一種雙PI協(xié)同控制方法，包括：

設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)輸入電流為i*(n)，n為當(dāng)前時(shí)刻點(diǎn)；

采集實(shí)際輸出的電流，記為實(shí)際輸出電流i(n)；

將目標(biāo)輸出電流i*(n)和實(shí)際輸出電流i(n)輸入瞬時(shí)誤差生成器，得到瞬時(shí)誤差e_i(n)＝i*(n)-i(n-1)，其中，n-1為當(dāng)前時(shí)刻的上一時(shí)刻；

將目標(biāo)輸出電流i*(n)和實(shí)際輸出電流i(n)輸入預(yù)測(cè)誤差生成器，得到預(yù)測(cè)誤差e_p(n)＝i*(n-N)-i(n-N)，其中，N為理想輸出電流和實(shí)際輸出的電流的周期，n-N為上一周期的當(dāng)前時(shí)刻；

將e_i(n)輸入位置式PI控制器得到第一輸出誤差u_i(n)，將e_p(n)輸入增量式PI控制器得到第二輸出誤差u_p(n)；

將u_i(n)和u_p(n)輸入?yún)f(xié)同器得最終輸出誤差u(n)；

將u(n)合并入實(shí)際輸出電流i(n)作為下一時(shí)刻的輸出電流，即成。