[發明專利]一種雙向反饋控制消除PFC紋波的控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 202211529485.4
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115842471A
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 費亞龍;崔乃東;王山斌;劉威;曾定軍;王震
• 申請（專利權）人: 中國船舶集團有限公司第七〇九研究所
• 主分類號: H02M1/14
• 分類號: H02M1/14;H02M1/42;H02M1/08;H02M1/00;H02M7/44
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司 44372
• 代理人: 向彬

1.一種雙向反饋控制消除PFC紋波的控制系統，其特征在于，包括電網、PFC轉換器、電壓外環調節器、電流內環調節器、PWM波形發生器、負載、電感電流、負載電壓和前饋控制器；

所述前饋控制器包括電網電壓電流檢測單元、PFC輸出電壓電流檢測單元、負載電壓電流檢測單元和處理單元；

其中，電網輸出給所述電網電壓電流檢測單元；PFC轉換器輸出給PFC輸出電壓電流檢測單元；負載輸出給負載電壓電流檢測單元、負載電壓、電感電流；電網電壓電流檢測單元、PFC輸出電壓電流檢測單元、負載電壓電流檢測單元輸出到處理單元；

所述處理單元將電網電壓電流檢測單元和負載電壓電流檢測單元作為動態前饋量，用于補償動態調節過程中的精度，以及將所述PFC輸出電壓電流檢測單元作為靜態前饋量，用于補償靜態調節過程中的精度；

所述負載電壓與給定狀態所對應的電壓做差值處理后，通過所述電壓外環調節器輸出電壓反饋量；所述處理單元的動態前饋量、靜態前饋量與所述電壓外環調節器的電壓反饋量加權后，將所述電感電流進行補償并輸入到電流內環調節器內，所述電流內環調節器輸出電壓電流反饋量至PWM波形發生器內，將PWM波形發生器輸出的波形圖調制到與給定狀態下參數相同，以便于消除PFC紋波對逆變電源輸出的影響。

2.根據權利要求1所述的雙向反饋控制消除PFC紋波的控制系統，其特征在于，前饋控制包括動態前饋和靜態前饋，所述動態前饋采取動態補償，起到主導調節作用，以便于加快響應速度和響應精度；所述靜態前饋對輸出量的靜態偏差進行調節，當響應曲線在理論曲線上預設范圍內波動時，以便于通過靜態前饋補償將逆變電源控制在穩定狀態。

3.根據權利要求1所述的雙向反饋控制消除PFC紋波的控制系統，其特征在于，所述電網和所述負載的劇烈變化對PFC紋波的影響大，所述PFC轉換器的變化影響系統穩定時的輸出電壓。

4.根據權利要求1所述的雙向反饋控制消除PFC紋波的控制系統，其特征在于，所述將PWM波形發生器輸出的波形圖調制到與給定狀態下參數相同之前，還包括通過查表獲取給定狀態下電網電壓電流參考值、負載電壓電流參考值和PFC輸出電壓電流參考值。

5.根據權利要求1所述的雙向反饋控制消除PFC紋波的控制系統，其特征在于，所述將PWM波形發生器輸出的波形圖調制到與給定狀態下參數相同，以便于實現PFC紋波對逆變電源輸出的影響，具體包括：

采集電網電壓電流瞬時值Vg、Ig，所得的電壓電流信號分別與其參考值Vgref、Igref做比較，其差值通過動態前饋調節后得到電流內環調節器的其中第一組動態前饋量給定信號Igg；

采集負載電壓電流瞬時值Vl、Il，所得的電壓電流信號分別與其參考值Vlref、Ilref做比較，其差值通過動態前饋調節后得到電流內環調節器的其中第二組動態前饋量給定信號Ilg；

采集PFC輸出電壓電流瞬時值Vp、Ip，所得的電壓電流信號分別與其參考值Vpref、Ipref做比較，其差值通過穩態前饋調節后得到電流內環調節器的穩態前饋量給定信號Ipg；

采集負載電壓瞬時值Vl，與參考電壓Vref進行比較，通過電壓外環的PID控制策略得到電流內環調節器的一個電壓反饋量給定信號Iig；

采集電感電流瞬時值Ii，與參考電流Iiref、電網電壓電流的動態前饋給定量Igg，負載電壓電流的動態前饋給定量Ilg，PFC輸出電壓電流的穩態前饋給定量Ipg，電壓外環調節后的反饋給定量Iig，通過加權補償后輸出給電流內環控制器，通過電流內環的PID控制策略對PWM波形發生器進行控制，輸出PWM波形，其中，PID控制策略表示利用PID算法獲取給定值的過程。

6.根據權利要求5所述的雙向反饋控制消除PFC紋波的控制系統，其特征在于，所述電壓外環的PID控制策略表示利用PID算法將所采集的負載電壓瞬時值轉換為電壓反饋給定量，以便于作為電壓外環調節器的輸入信號。