[发明专利]基于分数阶控制的双PWM变频器一体化协调控制系统

权利要求书

1.一种基于分数阶控制的双PWM变频器一体化协调控制系统，其特征在于：包括网侧变流单元、负载侧变流单元、PWM调制波I单元、PWM调制波II单元、信息交互单元、控制器I单元、控制器II单元，所述网侧变流单元和负载侧变流单元由模块化多电平换流器(MMC)组成，二者在电网侧和负载侧以背靠背对称拓扑构成双PWM变频器，其中：

网侧变流单元：与电网侧电源、负载侧变流单元、PWM调制波I单元连接，通过PWM控制获得电网侧正弦化输入电流，与PWM逆变器共同构成双PWM变频器，用于实现交流侧高功率因数并保持直流环节电压稳定，为负载侧变换器提供高精度的稳定直流电源；

负载侧变流单元：与负载侧负载、网侧变流单元、PWM调制波II单元连接，为负载提供高质量的交流供电电源并实现相应的速度控制功能；

PWM调制波I单元：与网侧变流单元、控制器I单元连接；

PWM调制波II单元：与负载侧变流单元、控制器II单元连接；

控制器I单元：与PWM调制波I单元、信息交互单元连接；

控制器II单元：与PWM调制波II单元、信息交互单元连接；

信息交互单元：与控制器I单元、控制器II单元连接，用于实现整流／逆变侧的控制器I和逆变／整流侧的控制器II之间的信息交互。

2.根据权利要求1所述的基于分数阶控制的双PWM变频器一体化协调控制系统，其特征在于：所述一体化控制方法可在负载电流前馈的基础上，采用电容电流反馈控制的协调控制技术；其中，负载电流前馈控制中的PI分数阶控制器、电容电流反馈控制中的电压环分数阶控制器和电流环分数阶控制器采用分数阶PI^λD^μ控制加以实现。

3.根据权利要求1所述的基于分数阶控制的双PWM变频器一体化协调控制系统，其特征在于：所述分数阶控制器的传递函数为：G(s)=K_p+K_is^-λ+K_ds^μ，其中0<λ≤1，0<μ≤1，K_p为比例增益，K_i为积分系数，K_d为微分系统，λ为积分阶次，μ为微分阶次。

4.根据权利要求1所述的基于分数阶控制的双PWM变频器一体化协调控制系统，其特征在于：所述一体化控制方法有效计及了整流部分和逆变部分之间的物理耦合联系，通过分数阶控制器实现网侧变流单元和负载侧变流单元的彼此协调控制。