一种充电机闭环控制方法技术

本发明专利技术涉及一种充电机闭环控制方法，充电机的输出功率采用PID算法控制，输出功率的范围为电压范围，输出功率的PID调节结果作为下一步输出电压进行PID算法控制中的电压的参考值；输出电压采用PID算法控制，输出电压的范围为电流范围，输出电压的PID调节结果作为下一步输出电流进行PID算法控制中的电流的参考值；输出电流采用PID算法控制，输出电流的范围为PWM波的占空比范围，输出电流的PID调节结果作为PWM波的占空比。本发明专利技术能够稳定的输出电流，电流误差在0.8％以内，应用范围更广，更方便，充电曲线更加平顺。

Closed loop control method for charger

The invention relates to a charger and closed loop control method, the output power of the charger is controlled by PID algorithm, the range of output power for the voltage range, output power of PID regulation as a result of the output voltage step voltage PID control algorithm in the reference value; the output voltage is controlled by PID algorithm, the output voltage range for the current range the output voltage of PID, output current regulation as a result of the next step of current PID control algorithm in the reference value; the output current is controlled by PID algorithm, the range of output current as the duty ratio of PWM wave range, the output current of PID adjustment as a result of the duty ratio of PWM wave. The invention can stabilize the output current, the current error is less than 0.8%, the application range is wider, and the charging curve is more smooth.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种充电机闭环控制方法。
技术介绍
PID算法被广泛应用在工业控制中，是一种万能算法。电流，电压，温度，压力，流量，流速等被控参数都可以使用PID算法控制。它具有应用面广，易于实现，原理简单等优点，且不依赖被控制对象模型，控制所需的信息量也少，通过参数调整也可以获得很好的控制效果。PID算法从问世到现在已经历半个多世纪，在这几十年间，它成为工业控制中主要和可靠的技术工具。即使在微积分处理技术飞速发展的今天，过程控制中大部分控制规律都未能脱离PID控制，这充分说明了PID控制具有很强的生命力。在未采用PID算法时，充电机没法很好的控制功率，电流，电压。由于充电机在大电流充电时，有很大的纹波。纹波进而影响电压电流的AD采样值。AD采样的波动会导致输出电流的波动。再加上电流互感器的参数差异，经常导致充电机电流过大而炸机。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种充电机闭环控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种充电机闭环控制方法，充电机的输出功率采用PID算法控制，输出功率的范围为电压范围，输出功率的PID调节结果作为下一步输出电压进行PID算法控制中的电压的参考值；输出电压采用PID算法控制，输出电压的范围为电流范围，输出电压的PID调节结果作为下一步输出电流进行PID算法控制中的电流的参考值；输出电流采用PID算法控制，输出电流的范围为PWM波的占空比范围，输出电流的PID调节结果作为PWM波的占空比。所述的一种充电机闭环控制方法，采用如下公式进行控制：首先配置控制的参数：P_ref,P_max,P_min,U_max,U_min，I_max,I_min；P_ref为参考功率，P_max为输出功率的范围最大值，P_min为输出功率的范围最小值，U_max为输出电压的范围最大值，U_min为输出电压的范围最小值，I_max为输出电流的范围最大值，I_min为输出电流的范围最小值；(1)功率调节控制：误差计算：Err＝P_ref-P_tf，P_tf为反馈回来的瞬时功率；比例输出：P_Up＝Pw.Kp*Err,Pw.Kp为功率调节时的比例系数；积分输出：P_Ui＝P_Ui+Pw.Ki*P_Up+Pw.Kc*SatErr,Pw.Ki为功率调节时的积分系数，Pw.Kc为功率调节时的积分系数校正；微分输出：P_Ud＝Pw.Kd*(P_Up-P_Up1),Pw.Kd为功率调节时的微分系数，P_Up1为上一次的P_Up值；计算预饱和输出：Outpresat＝P_Up+P_Ui+P_Ud；计算输出功率：若P_min≤Outpresat≤P_max时P_OUT＝Outpresat；若Outpresat＜P_min时P_OUT＝P_min；若Outpresat＞P_max时P_OUT＝P_max；计算饱和差：SatErr＝P_OUT-Outpresat；P_OUT值赋值给U_ref,U_ref作为电压参考值，开始电压调节控制；(2)电压调节控制：误差计算：Err＝U_ref-U_tf，U_tf为反馈回来的瞬时电压；比例输出：U_Up＝Uo.Kp*Err,Uo.Kp为电压调节时的比例系数；积分输出：U_Ui＝U_Ui+Uo.Ki*U_Up+Uo.Kc*SatErr,Uo.Ki为电压调节时的积分系数，Uo.Kc为电压调节时的积分系数校正；微分输出：U_Ud＝Uo.Kd*(U_Up-U_Up1),Uo.Kd为电压调节时的微分系数，U_Up1为上一次的U_Up值；计算预饱和输出：Outpresat＝U_Up+U_Ui+U_Ud；计算输出功率：若U_min≤Outpresat≤U_max时U_OUT＝Outpresat；若Outpresat＜U_min时U_OUT＝U_min；若Outpresat＞U_max时U_OUT＝U_max；计算饱和差：SatErr＝U_OUT-Outpresat；U_OUT值赋值给I_ref,I_ref作为电流参考值，开始电流调节控制；(3)电流调节控制：误差计算：Err＝I_ref-I_tf，I_tf为反馈回来的瞬时电流；比例输出：I_Up＝Io.Kp*Err,Io.Kp为电流调节时的比例系数；积分输出：I_Ui＝I_Ui+Io.Ki*I_Up+Io.Kc*SatErr,Io.Ki为电流调节时的积分系数，Io.Kc为电流调节时的积分系数校正；微分输出：I_Ud＝Io.Kd*(I_Up-I_Up1),Io.Kd为电流调节时的微分系数，I_Up1为上一次的I_Up值；计算预饱和输出：Outpresat＝I_Up+I_Ui+I_Ud；计算输出功率：若I_min≤Outpresat≤I_max时I_OUT＝Outpresat；若Outpresat＜I_min时I_OUT＝I_min；若Outpresat＞I_max时I_OUT＝I_max；计算饱和差：SatErr＝I_OUT-Outpresat。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用套嵌式的PID算法，用功率控制电压，电压控制电流，电流控制PWM波的占空比，PWM波的占空比影响电流，电流又影响功率，通过这么一个闭环控制，能够将各个参数稳定的限制在合适的范围中。本专利技术能够稳定的输出电流，电流误差在0.8％以内，应用范围更广，更方便，充电曲线更加平顺。具体实施方式本专利技术的一种充电机闭环控制方法，充电机的输出功率采用PID算法控制，输出功率的范围为电压范围，输出功率的PID调节结果作为下一步输出电压进行PID算法控制中的电压的参考值；输出电压采用PID算法控制，输出电压的范围为电流范围，输出电压的PID调节结果作为下一步输出电流进行PID算法控制中的电流的参考值；输出电流采用PID算法控制，输出电流的范围为PWM波的占空比范围，输出电流的PID调节结果作为PWM波的占空比。所述的一种充电机闭环控制方法，采用如下公式进行控制：首先配置控制的参数：P_ref,P_max,P_min,U_max,U_min，I_max,I_min；P_ref为参考功率，P_max为输出功率的范围最大值，P_min为输出功率的范围最小值，U_max为输出电压的范围最大值，U_min为输出电压的范围最小值，I_max为输出电流的范围最大值，I_min为输出电流的范围最小值；例如：P_ref＝3000W，P_max＝415V，P_min＝200V,U_max＝10A,U_min＝0A，I_max＝99％，I_min＝2％。(1)功率调节控制：误差计算：Err＝P_ref-P_tf，P_tf为反馈回来的瞬时功率；比例输出：P_Up＝Pw.Kp*Err,Pw.Kp为功率调节时的比例系数；如Pw.Kp设为0.03，按比例减小功率差,比例的大小将影响调节的快慢；积分输出：P_Ui＝P_Ui+Pw.Ki*P_Up+Pw.Kc*SatErr,Pw.Ki为功率调节时的积分系数，Pw.Kc为功率调节时的积分系数校正；如Pw.Ki设为0.2,Pw.Kc设为0.02；微分输出：P_Ud＝Pw.Kd*(P_Up-P_Up1),Pw.Kd为功率调节时的微分系数，如Pw.Kd设为0.0，P_Up1为上一次的P_Up值；计算预饱和输出：Outpresat＝P_Up+P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电机闭环控制方法，其特征在于：充电机的输出功率采用PID算法控制，输出功率的范围为电压范围，输出功率的PID调节结果作为下一步输出电压进行PID算法控制中的电压的参考值；输出电压采用PID算法控制，输出电压的范围为电流范围，输出电压的PID调节结果作为下一步输出电流进行PID算法控制中的电流的参考值；输出电流采用PID算法控制，输出电流的范围为PWM波的占空比范围，输出电流的PID调节结果作为PWM波的占空比。

【技术特征摘要】
1.一种充电机闭环控制方法，其特征在于：充电机的输出功率采用PID算法控制，输出功率的范围为电压范围，输出功率的PID调节结果作为下一步输出电压进行PID算法控制中的电压的参考值；输出电压采用PID算法控制，输出电压的范围为电流范围，输出电压的PID调节结果作为下一步输出电流进行PID算法控制中的电流的参考值；输出电流采用PID算法控制，输出电流的范围为PWM波的占空比范围，输出电流的PID调节结果作为PWM波的占空比。2.根据权利要求1所述的一种充电机闭环控制方法，其特征在于：采用如下公式进行控制：首先配置控制的参数：P_ref,P_max,P_min,U_max,U_min，I_max,I_min；P_ref为参考功率，P_max为输出功率的范围最大值，P_min为输出功率的范围最小值，U_max为输出电压的范围最大值，U_min为输出电压的范围最小值，I_max为输出电流的范围最大值，I_min为输出电流的范围最小值；(1)功率调节控制：误差计算：Err＝P_ref-P_tf，P_tf为反馈回来的瞬时功率；比例输出：P_Up＝Pw.Kp*Err,Pw.Kp为功率调节时的比例系数；积分输出：P_Ui＝P_Ui+Pw.Ki*P_Up+Pw.Kc*SatErr,Pw.Ki为功率调节时的积分系数，Pw.Kc为功率调节时的积分系数校正；微分输出：P_Ud＝Pw.Kd*(P_Up-P_Up1),Pw.Kd为功率调节时的微分系数，P_Up1为上一次的P_Up值；计算预饱和输出：Outpresat＝P_Up+P_Ui+P_Ud；计算输出功率：若P_min≤Outpresat≤P_max时P_OUT＝Outpresat；若Outpresat＜P_min时P_OUT＝P_min；若Outpresat＞P_max时P_OUT＝P_max；计算饱和差：SatErr＝P_OUT-Outpresat；P_OUT值赋值给U_ref,U_ref...

【专利技术属性】
技术研发人员：严为人，吴乔君，
申请(专利权)人：张家港市华为电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32