[發(fā)明專利]基于前饋補償模糊PID的功率放大器控制方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210756582.0
• 申請日: 2022-06-30
• 公開（公告）號: CN114942586A
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃海宏;何晨;王海欣
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

1.基于前饋補償模糊PID的功率放大器控制方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟一：根據(jù)給定電流值計算上一時刻電壓輸出理論值；

步驟二：建立模糊控制規(guī)則并計算論域，迭代更新，得出最終的積分系數(shù)K_i和比例系數(shù)K_p；

步驟三：利用最終的積分系數(shù)K_i和比例系數(shù)K_p計算當(dāng)前時刻電壓輸出值；

步驟四：根據(jù)上一時刻電壓輸出理論值和當(dāng)前時刻電壓輸出值獲得下一時刻最優(yōu)的電壓輸出值；

步驟五：將下一時刻最優(yōu)的電壓輸出值與最大輸出電壓相比得到下一時刻的電壓調(diào)制系數(shù)，利用該電壓調(diào)制系數(shù)控制功率放大器，使得功率放大器輸出跟隨給定電流值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于前饋補償模糊PID的功率放大器控制方法，其特征在于，所述功率放大器由4個H橋逆變電路級聯(lián)而成。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于前饋補償模糊PID的功率放大器控制方法，其特征在于，所述步驟一包括：

通過公式建立級聯(lián)H橋逆變電路輸出電壓方程，其中，i_o為輸出電流，L為輸出負(fù)載電感，R為負(fù)載電感內(nèi)阻；

在一個開關(guān)周期T_s內(nèi)，k時刻將輸出電壓方程離散化，上一時刻已知的輸出電壓方程離散化后表示為

其中，i_o(k)為當(dāng)前時刻輸出電流，i_o(k-1)為上一時刻輸出電流，u_o(k-1)為上一時刻電壓輸出理論值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于前饋補償模糊PID的功率放大器控制方法，其特征在于，所述步驟二包括：

步驟201：根據(jù)功率放大器輸出電流誤差值e和電流誤差增量值ec，選定七個模糊子集[NL,NM,NS,ZO,PS,PM,PL]；

步驟202：電流誤差值e、電流誤差增量值ec、比例系數(shù)K_p、積分系數(shù)K_i的初始論域分別為E＝[-A,A]、EC＝[-B,B]、K_p＝[-C,C]、K_i＝[-D,D]，A、B、C、D均為預(yù)設(shè)的常數(shù)；

步驟203：建立比例系數(shù)K_p模糊控制規(guī)則：根據(jù)輸出電流誤差值e的論域和電流誤差增量值ec的論域確定各自所屬的模糊子集，根據(jù)輸出電流誤差值e和電流誤差增量值ec所屬的模糊子集確定比例系數(shù)K_p的調(diào)整量ΔK_p的所屬子集，在比例系數(shù)K_p的調(diào)整量ΔK_p所屬子集及比例系數(shù)K_p的論域的交集中選取比例系數(shù)調(diào)整量ΔK_p，通過公式K_p(k)＝K_p(k-1)+ΔK_p計算k時刻的比例系數(shù)，其中K_p(k-1)為上一時刻的比例系數(shù)，K_p(k)為當(dāng)前時刻的比例系數(shù)；

建立積分系數(shù)K_i的模糊控制規(guī)則：根據(jù)輸出電流誤差值e的論域和電流誤差增量值ec的論域確定各自所屬的模糊子集，根據(jù)輸出電流誤差值e和電流誤差增量值ec所屬的模糊子集確定積分系數(shù)K_i的調(diào)整量ΔK_i的所屬子集，在積分系數(shù)K_i的調(diào)整量ΔK_i所屬子集及積分系數(shù)K_i的論域的交集中選取積分系數(shù)調(diào)整量ΔK_i，通過公式K_i(k)＝K_i(k-1)+ΔK_i計算k時刻的積分系數(shù)，其中K_i(k-1)為上一時刻的積分系數(shù)，K_i(k)為當(dāng)前時刻的積分系數(shù)；

步驟204：通過公式分別得到電流誤差值e、電流誤差變化率ec、比例系數(shù)K_p、積分系數(shù)K_i的新論域，返回步驟203，直到達(dá)到迭代次數(shù)，輸出最終的積分系數(shù)K_i和比例系數(shù)K_p，其中，

輸入論域的收縮因子其中τ為常數(shù)且0＜τ＜1；

輸出論域的收縮因子e(ω)為當(dāng)前采樣時刻的誤差值，β(0)取1。