[发明专利]面向双向充电机前端AC/DC整流器的直接增益控制方法及系统

说明书

本发明属于电力电子控制技术领域，提供了一种面向双向充电机前端AC/DC整流器的直接增益控制方法及系统。其中，该方法包括获取PWM整流器的负载电流；将负载电流前馈至含有第一待设计增益参数的状态变换中；其中，状态变换中构建了变换后的参数与PWM整流器状态变量的关系；PWM整流器状态变量包括直流电压的平方值、无功功率和有功功率；状态变换后的参数经含有第二待设计增益参数的单环直接增益规律的控制，输出在两相静止坐标系下的调制电压以调制PWM整流器；其中，单环直接增益规律包括直流电压控制律和无功功率控制律；第一待设计增益参数大于C是直流侧电容，R_L是负载电阻，M是正定Lyapunov加权矩阵，n₀为任意正常数；第二待设计增益参数大于0。

技术领域

本发明属于电力电子控制技术领域，尤其涉及一种面向双向充电机前端AC/DC整流器的直接增益控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

传统单向充电机存在能量流动方向单一、输入功率因数低、电流畸变大等缺陷，已成为制约电动汽车发展的主要瓶颈。三相PWM整流器结构简单，既能从电网吸收能量供给动力电池，又能将动力电池存储的能量反馈到电网，是电动汽车双向充电机前端AC/DC整流器的首选。

然而，作为电网和电动汽车的直连装置，即会被不平衡、谐波等复杂电网工况影响，又会受不同特性动力电池负载充电特性干扰。常规的比例积分控制(PI)方法，多基于线性化小信号模型，无法保障双向充电机在如此复杂的工况下安全稳定运行。除此之外，发明人发现，现有三相PWM整流器控制方案大多采用电压外环、电流/功率内环的双闭环级联结构，控制器参数调整过程繁琐，难以满足负载频繁切换的工况。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种面向双向充电机前端AC/DC整流器的直接增益控制方法及系统，其能够优化直流电压和无功功率跟踪性能，保障三相PWM整流器的安全稳定运行，具有单环控制结构，控制律参数少且整定方便，易于工程实现的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种面向双向充电机前端AC/DC整流器的直接增益控制方法。

一种面向双向充电机前端AC/DC整流器的直接增益控制方法，包括：

获取PWM整流器的负载电流；

将负载电流前馈至含有第一待设计增益参数的状态变换中；其中，状态变换中构建了变换后的状态变量与PWM整流器状态变量的关系；PWM整流器状态变量包括直流电压的平方值、无功功率和有功功率；

状态变换后的状态变量经含有第二待设计增益参数的单环直接增益规律的控制，输出在两相静止坐标系下的调制电压以调制PWM整流器；其中，单环直接增益规律包括直流电压控制律和无功功率控制律；第一待设计增益参数大于C是直流侧电容，R_L是负载电阻，M是正定Lyapunov加权矩阵，n₀为任意正常数；第二待设计增益参数大于0。

本发明的第二个方面提供一种面向双向充电机前端AC/DC整流器的直接增益控制器。

一种面向双向充电机前端AC/DC整流器的直接增益控制器，包括存储器，所述存储有计算机程序，该程序所述直接增益控制器执行时实现如上述所述的面向双向充电机前端AC/DC整流器的直接增益控制方法中的步骤。

本发明的第三个方面提供一种面向双向充电机前端AC/DC整流器的直接增益控制系统。

一种面向双向充电机前端AC/DC整流器的直接增益控制系统，包括如上述所述的面向双向充电机前端AC/DC整流器的直接增益控制器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：