[发明专利]一种变参数PI调节器参数调整方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子领域，涉及一种变参数PI调节器参数调整方法。

背景技术

目前，采用电流和电压双环控制策略的PWM整流器控制方法，电压环多采用单系数控制。从系统的整体控制效果来看，由于调节器参数无法改变，这种单系数控制方法很难兼顾动态性能和稳态性能。

采用单系数比例-积分控制器的控制系统，首先考虑的是系统的稳态性能，所以参数选择的就偏小。当系统负载突然增加时，直流母线电压将有一个电压下降的过程。若是参数选择较小，电压下降的将较大。同样当系统负载突然减小时，电压会有一个上升的过程，若是参数较小，直流母线电压上升的也就较大。在通过参数控制PWM整流器的过程中，存在不能兼顾动态性能和稳态性能的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种变参数PI调节器参数调整方法，通过调整PI调节器参数，以解决上述通过参数控制PWM整流器的过程中，存在不能兼顾动态性能和稳态性能的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种变参数PI调节器参数调整方法，包括以下步骤：

（1）确定当前直流母线电压与目标电压之间的误差；

（2）确定所述误差的偏离状态、以及所述误差的变化趋势；

（3）根据所述误差的偏离状态及变化趋势，相应地调整比例调节系数Kp，根据所述Kp和积分项输出参数Ki，调整PI调节器最终的PI参数。

所述步骤（3）具体为：

（2-1）确定误差的偏离状态的类型：

如果所述误差的绝对值大于第一阈值δ3，则所述偏离状态为大误差状态；否则，所述偏离状态为小误差状态；

其中：δ1、δ2和δ3为设定的三个阀值，δ1为第三阈值，δ2为第二阈值，δ3为第一阈值，δ1<δ2<δ3；

（2-2）根据误差偏离状态及变化趋势确定PI参数：

a．如果所述偏离状态为大误差状态、且所述误差的变化趋势为增大或减小，则将所述比例调节系数Kp设置为最大限值PMAX；

PMAX=a*IMAX/δ3；

其中，a为设定的比例系数；IMAX为电压环PI调节器输出最大值或电流环PI调节器输入最大设定值；

b．如果所述偏离状态为小误差状态，调整比例调节系数Kp的过程如下：

直流母线电压小于目标电压且所述误差有增大趋势，则将所述比例调节系数Kp调整为：Kp(n)=Kp(n-1)+Err；

直流母线电压大于目标电压且所述误差有增大趋势，则将所述比例调节系数Kp调整为：Kp(n)=Kp(n-1)-Err；

所述偏离状态为小误差状态、且所述误差有减小趋势，则将所述比例调节系数Kp调整为：Kp(n)=Kp(n-1)–Vi；

其中：n为采样周期的次数，Err为所述误差；

i=1,2,3；Vi为设定的误差对应调整参数；若0<Err<±δ1，则Vi=V1；若±δ1<Err<±δ2，则Vi=V2；若±δ2<Err<±δ3，则Vi=V3；且V1>V2>V3；

如果所述误差为零或所述变化趋势为无变化，则保持Kp不变。

所述误差的变化趋势为直流母线电压的变化率，通过以下公式确定：

dv/dt=[u_dc(n)-u_dc(n-1)]/Ts，Ts为电压采样周期；n为采样次数；

dv/dt>0，所述变化趋势为增大；

dv/dt<0，所述变化趋势为减小；

dv/dt=0，所述变化趋势为无变化。

所述调整比例调节系数Kp的过程中，还包括：

如果所述比例调节系数Kp调整为：Kp(n)=Kp(n-1)±Err、且所述Kp(n)>最大限值PMAX，则将比例调节系数Kp(n)调整为PMAX；

或，如果所述比例调节系数Kp调整为：Kp(n)=Kp(n-1)-Vi、且所述Kp(n)<最小限值PMIN，则将比例调节系数Kp(n)调整为PMIN；

其中：PMIN为能够保障系统稳定运行的比例调节系数。

通过上述步骤，按照误差的偏离状态及变化趋势相应调整比例调节系数Kp，最后调整PI参数。由于Kp是根据误差情况调整的，从而在通过参数控制PWM整流器的过程中，兼顾动态性能和稳态性能。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明实施例运算PI参数的流程图；