[发明专利]一种用于提高电镀电源输出电流频率的前馈控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电镀电源的控制领域，具体为一种用于提高电镀电源输出电流频率的前馈控制方法。

背景技术

电镀是非常重要且历史悠久的传统工业，高频电源是一个非常有前景的研究领域。由于电镀是将金属离子在被镀材料表面均匀的覆盖，因而只有电源频率越高的电源才可能电镀的更加均匀。考虑到电镀的厚度、部位、密度的不同，所以需要随时改变电镀电流大小。

电镀电源输出电流的研究对于电化学工业的发展有着重要的意义。通常，采用模拟芯片控制的电镀电源，只能输出频率极低并且波形较为简单的电流。采用数字控制的电镀电源则是在脉冲换向电源的基础上改进了电源输出特性，它不仅能够和脉冲换向电源一样调节电流的方向、大小、占空比，还可以按照一定的规律输出连续的电流。电化学工业需求电流大，且输出电流频率高，而电流频率的提升是电镀电源需要解决的一个难题。目前在该领域用到的控制方法里，使用前馈控制方法的较少，而且大多对资源的开销较大，成本较高，实用性不高。

现有技术中的前馈控制为了满足其控制需求，通常采用如下方案，第一种是，采用两个不同的前馈通路，因此其需要预先做判定控制系统由哪个控制环路组成。当判定大于某一值时采用第一组前馈系数，当判定小于某一值时采用第二组前馈系数。其控制的复杂性高，开销大。第二种是，需要通过设置的电流归一化模块对不一致的负载电流和电感电流进行处理，需要进行匹配并且需要进行归一化处理，前馈控制方法的运算时间长。第三种是，需要对负载变化进行预判，并进行编程处理。第四种是，需要计算出误差信号从而相关生成原边和副边的前馈控制信号，其控制方法的复杂，计算的延时长。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种成本低，资源开销小，用于提高电镀电源输出电流频率的前馈控制方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种用于提高电镀电源输出电流频率的前馈控制方法，包括如下步骤，

(1)初始化，在无反馈工况下计算出前馈调节器D_n(s)；

(2)电镀电源中定时器中断后，输入参考信号I_ref，通过前馈调节器D_n(s)得到前馈输出信号d_f；

(3)通过采集输出电流i_L，经反馈通道传递函数G_f(s)和反馈调节器传递函数G_c(s)后得到反馈调节器输出信号d_b；

(4)将前馈输出信号d_f与反馈调节器输出信号d_b相加得到PWM环节输入信号d，并由此得到占空比D(t)；

(5)通过占空比D(t)控制主回路传递函数G_d(s)，完成电镀电源输出电流的前馈控制。

优选的，步骤(1)中，前馈调节器D_n(s)满足以下关系式，其中，G_p(s)为PWM环节的传递函数。

优选的，步骤(2)中，前馈输出信号d_f满足如下关系，

d_f＝D_n(s)×I_ref。

优选的，步骤(3)具体包括如下步骤，

3.1采集输出电流i_L，通过反馈通道传递函数G_f(s)得到反馈电流信号I_fb；

3.2将参考信号I_ref和输出电流i_L相减得到误差信号I_e；

3.3将误差信号I_e经反馈调节器传递函数G_c(s)后得到反馈调节器输出信号d_b。

进一步，步骤3.1中，反馈电流信号I_fb满足如下关系式，

I_fb＝i_L×G_f(s)。

进一步，步骤3.3中，反馈调节器输出信号d_b满足如下关系式，d_b＝I_e×G_c(s)＝(I_ref-I_fb)×G_c(s)。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：