The invention discloses a switching control method based on discrete Lyapunov function, which belongs to the field of power electronic converter technology and intelligent control. According to the discrete mathematical model of the converter, the definition of discrete Lyapunov function controlled quantity and the reference quantity error based on the control law is obtained by Lyapunov stability theorem second, select different alpha defined variables in the dynamic response stage and steady stage, and then through the PWM modulation signal output switch; the method includes error feedback, control the amount and amount of reference to the value of the controlled variable compensation and feed-forward compensation input for future reference. The control method of the invention has the advantages of simple principle, easy digital realization, combining the advantages of deadbeat control, model predictive control \feedforward feedback\ characteristics, with fast dynamic response, good control performance, strong robustness.
【技术实现步骤摘要】
一种基于离散Lyapunov函数的切换控制方法
本专利技术涉及单相电压型PWM整流技术,尤其涉及一种基于离散Lyapunov函数的切换控制方法,属于电力电子变流
技术介绍
随着经济的发展,大功率直流电源的需求量逐年上升,传统的不控和相控电源输入电流谐波大,功率因数低对电网影响较大,而且电流响应慢无法满足生产生活需求;而电压型PWM整流器能从根源上消除输入电流谐波,且具有单位功率因数,所以受到当前电力电子领域的重点关注。基于离散lyapunov函数的控制方法,当定义的变量α为零时,也就是传统的无差拍控制,而无差拍控制依赖于被控对象的数学模型,因此被控对象参数的准确性对控制性能的影响较大,在单相PWM整流器应用时电感参数漂移、采样不精确等都可能使电流不稳定并出现畸变,因此鲁棒性较差;当定义的变量α不为零时系统的稳态控制性能较好,鲁棒性较强,但是存在动态响应速度慢的问题。
技术实现思路
针对现有控制策略的不足,本专利技术目的在于提供一种基于离散Lyapunov函数的切换控制方法。该方法基于Lyapunov稳定性第二定理得到控制律,结合了无差拍控制优点、模型预测控制的“前馈-反馈”特点,具有动态响应速度快、控制性能好、鲁棒性强等优点。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现。一种基于离散Lyapunov函数的切换控制方法,该控制方法在动态响应阶段和稳态阶段选取不同的定义变量α,然后通过PWM调制输出开关信号;具体包括:(1)采样得到电网电压e、输入电流i、直流侧电容C两端电压Vdc;(2)电压外环采用PI控制,得到参考电流i*;(3)定义离散Lyapuno ...
【技术保护点】
一种基于离散Lyapunov函数的切换控制方法,其特征在于,在动态响应阶段和稳态阶段选取不同的定义变量α,然后通过PWM调制输出开关信号;具体包括:(1)采样得到电网电压e、输入电流i、直流侧电容C两端电压Vdc;(2)电压外环采用PI控制,得到参考电流i*;(3)定义离散Lyapunov函数,得出整流器交流侧的控制律,根据变换器状态选取不同的α参数;(4)经过PWM调制单元输出开关信号S(k)并作用开关管。
【技术特征摘要】
1.一种基于离散Lyapunov函数的切换控制方法,其特征在于,在动态响应阶段和稳态阶段选取不同的定义变量α,然后通过PWM调制输出开关信号;具体包括:(1)采样得到电网电压e、输入电流i、直流侧电容C两端电压Vdc;(2)电压外环采用PI控制,得到参考电流i*;(3)定义离散Lyapunov函数,得出整流器交流侧的控制律,根据变换器状态选取不同的α参数;(4)经过PWM调制单元输出开关信号S(k)并作用开关管。2.根据权利要求1所述的一种基于离散Lyapunov函数的切换控制方法,其特征在于:在步骤(1)中,利用锁相电路得到电网电压的过零点,DSP根据电网电压的过零点实时计算电网周期,并以此更改控制周期,同时根据电网电压的过零点计算电网电压值e,并转换为数字信号;用电流霍尔传感器采样输入电流值i、采用分压法采样整流模块直流侧电容C两端的直流电压值Vdc,并转换为数字信号。3.根据权利要求1所述的一种基于离散Lyapunov函数的切换控制方法,其特征在于:在步骤(2)中,是将采样得到的直流侧输出电压Vdc与指令直流电压Vdc_ref的差通过PI调节,将输出直流电压Vdc与指令直流电压Vdc_ref的差作为电压外环的输入,电压外环采用PI控制,PI调节器输出得到参考电流的幅值,参考电流幅值与电网电压相位信息相乘得到参考电流i*。4.根据权利要求1所述的一种基于离散Lyapunov函数的切换控制方法,其特征在于:在步骤(3)中,根据lyapunov稳定性第二定理,定义离散Lyapunov函数为据此得到在k+1时刻整流器交流侧的控制律为选取一个稳态误差值△H,当|Vdc-Vdc_ref|>△H时,令α为0,希望动态响应速度快,当|Vdc-Vdc_ref|<△H,令α大于0,α的选取范围为α∈[0.1,0.75],目的是减小稳态误差,增强系统的鲁棒性。5.根据权利要求4所述的一种基于离散Lyapunov函数的切换控制方法,其特征在于:步骤(3)中,令e为单相交流电压;Ls、R分别为交流侧电感及其等效电阻;Vr为整流器交流侧电压;i为整流器交流侧电流;C为直流侧电容;Vdc为直流侧输出电压;RL为纯阻性负载;单相PWM整流器交流测...
【专利技术属性】
技术研发人员:杜贵平,杜发达,柳志飞,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。