[发明专利]一种基于非最小相位系统和直流功率前馈的恒压控制方法

说明书

本发明提供一种基于非最小相位系统和直流功率前馈的恒压控制方法，属于变流器控制技术领域，包括：根据预设的直流母线电压控制目标值的平方，计算实际直流母线电压平方值的误差信号；将误差信号输入非最小相位系统补偿器，并与直流功率前馈信号相叠加，得到有功功率目标信号；将所述有功功率目标信号输入内环控制器，得到交流侧有功功率信号；将交流侧有功功率信号经过直流电压传递函数处理后，得到所述实际直流母线电压平方值。可解决三相变流器工作在整流模式时，直流母线电压恒定控制的稳定性问题，并提升恒压控制的动态性能。

技术领域

本发明属于变流器控制技术领域，具体涉及一种基于非最小相位系统和直流功率前馈的恒压控制方法。

背景技术

通常，三相变流器在某些应用场景下需要将直流电压作为控制目标，传输功率变化时，需要始终维持直流电压的稳定。根据传输功率方向的不同，三相变流器可工作在整流和逆变两种模式；其中，工作在整流模式时，有功功率从交流侧流向直流侧；工作在逆变模式时，有功功率从直流侧流向交流侧。在整流模式时，整流滤波后的母线电压就是直流母线电压，由于输入变流器的电压可能不稳定，直流母线电压电压也可能升高或降低，过高的直流母线电压会造成机器损坏，过低造成断路器保护的动作不可靠，因此需要对直流母线电压进行稳压控制。

传统的方式为基于PI控制器的直流电压控制方法，该方式的缺陷在于无法在变流器工作的整个功率范围内保持稳定，因此需要根据变流器运行的功率方向和大小调节控制参数，过程比较复杂，且传统方法很难保证在负载突增突减的暂态过程中保持较好的性能，影响变流器的运行稳定。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种基于非最小相位系统和直流功率前馈的恒压控制方法，以解决上述技术问题。

本发明提供一种基于非最小相位系统和直流功率前馈的恒压控制方法，包括：

根据预设的直流母线电压控制目标值的平方，计算实际直流母线电压平方值的误差信号；

将误差信号输入非最小相位系统补偿器，并与直流功率前馈信号相叠加，得到有功功率目标信号；

将所述有功功率目标信号输入内环控制器，得到交流侧有功功率信号；

将交流侧有功功率信号经过直流电压传递函数处理后，得到所述实际直流母线电压平方值。

进一步的，所述非最小相位系统补偿器为超前相位补偿器，非最小相位系统补偿器的传递函数为：

上式中k₀为开环增益常数，z₀为超前相位补偿器中引入的零点，p₀为超前相位补偿器中引入的极点。

进一步的，所述非最小相位系统补偿器的传递函数中零点和极点的参数配置由控制方法所需的响应速度以及最恶劣工况下系统稳定所需的相位裕度决定。

进一步的，内环控制器的传递函数为：

为内环控制器的闭环时间常数。

进一步的，将内环控制器的输出作为变流器的调制波信号，生成PWM信号驱动变流器开关管的开通和关断。

进一步的，所述直流电压传递函数的确立过程如下：

根据直流侧电容电压的动态特性，确定变流器系统中各部分功率之间关系，得到的非线性方程如下：