电力变换器的控制装置制造方法及图纸

减法部(30)计算DC/DC转换器(7)的输出电压(Vout)相对目标电压(Vf)的电压偏差(U)。FB控制量计算部(40)在各控制周期中计算FB控制量(Cfb)。FF控制量计算部(20)在由FF控制判定部(10)检测到输出电压(Vout)与目标电压(Vf)交叉的控制周期中，在阻碍输出电压(Vout)的变化的方向上计算FF控制量(Cff)。开关控制信号发生部(60)依照FF控制量(Cff)以及FB控制量(Cfb)的加法值，生成用于控制输出电压(Vout)的DC/DC转换器(7)的控制信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力变换器的控制装置
本专利技术涉及电力变换器的控制装置，更特定而言涉及将以DC/DC转换器为首的电力变换器作为控制对象的具有前馈控制功能的控制装置。
技术介绍
在日本专利第5412658号公报(专利文献1)中，记载了在DC/DC转换器的控制中，通过组合反馈控制和利用神经控制等机器学习控制的前馈控制，减轻过冲、下冲的技术。在专利文献1中，前馈控制量是通过对某个采样中的控制目标值和根据学习历史计算的控制预测值的偏差乘以增益α而计算的。关于该增益α，以将用于抑制最初(第一个)的下冲或者过冲的因子A(零以外的正的值)依照衰减函数减少的方式，具体而言，依照A·exp(-λ·n)，设定第n个采样中的增益。在此，λ成为用于使第二个过冲或者下冲衰减的因子(零以外的正的值)。由此，实现了兼顾最初的下冲或者过冲的抑制、和针对之后的过冲或者下冲的过补偿。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5412658号公报
技术实现思路
在专利文献1的前馈控制中，随着通过仿真、控制理论事先决定的系数A以及β的选择，增益变得不适合，从而担心无法期待第二个过冲或者下冲的减轻效果。另外，通过机器学习求出各采样中的控制预测值，所以还担心运算负荷影响控制的响应速度。本专利技术是为了解决这样的问题而完成的，本专利技术的目的在于提供一种具有用于不提高动作时的运算负荷而抑制过冲或者下冲的前馈控制功能的电力变换器的控制装置。根据本专利技术的某个方案，输出根据控制信号而变化的电力变换器的控制装置具备反馈控制部、前馈控制部以及控制信号生成部。反馈控制部在各控制周期中，计算基于输出相对目标输出的偏差的第1控制量。前馈控制部在作为本次的控制周期中的输出的偏差的第1偏差、和作为上次的控制周期中的输出的偏差的第2偏差的极性不同时，在该控制周期中，在阻碍上次以及本次的控制周期之间的输出的变化的方向上，计算依照第1及第2偏差的差分的第2控制量。控制信号生成部在各控制周期中，依照第1及第2控制量生成控制信号。根据本专利技术，能够与电力变换器的输出与目标输出交叉相应地，以阻碍该时间点下的输出的变化方向(上升或者降低)的方式，使前馈控制发挥作用。因此，不会伴随前馈控制增益的衰减运算以及每个控制周期的机器学习运算，能够使输出与目标输出一致，并且抑制过渡状态下的过冲以及下冲。附图说明图1是说明实施方式1所涉及的DC/DC转换器的控制装置的结构的功能框图。图2是详细说明图1所示的FB控制部的结构的功能框图。图3是输出电压的波形图的一个例子。图4是说明图1所示的FF控制判定部的控制处理的流程图。图5是说明图1所示的FF控制量计算部的控制动作例的概念性的波形图。图6是说明由图1所示的学习数据制作部执行的数据收集处理的流程图。图7是说明由图1所示的学习数据处理部执行的FF控制增益的计算处理的第1流程图。图8是说明图7所示的神经网络制作例程(routine)的详情的流程图。图9是说明神经网络的构造的一个例子的概念图。图10是说明神经元之间的权重系数的概念图。图11是说明图7所示的FF控制增益计算例程的详情的流程图。图12是说明在FF控制增益计算例程中使用的神经网络的构造的概念图。图13是说明实施方式1的变形例所涉及的DC/DC转换器的控制装置中的FF控制增益计算例程的流程图。图14是说明实施方式1的变形例所涉及的DC/DC转换器的控制装置中的FF控制增益的设定映射的概念图。图15是说明实施方式1的变形例所涉及的DC/DC转换器的控制装置中的FF控制量计算部的控制处理的流程图。图16是说明实施方式2所涉及的DC/DC转换器的控制装置的结构的功能框图。图17是说明实施方式3所涉及的DC/DC转换器的控制装置的结构的功能框图。图18是说明图17所示的FF控制判定部的控制处理的流程图。图19是说明与过冲的发生对应地开始前馈控制时的继续判定处理的一个例子的概念性的波形图。图20是说明与下冲的发生对应地开始前馈控制时的继续判定处理的一个例子的概念性的波形图。图21是说明图17所示的FF控制量计算部的控制动作例的概念性的波形图。(附图标记说明)5a、5b、5c：控制装置；7：DC/DC转换器；10、10A：FF控制判定部；20：FF控制量计算部；30：减法部；40：FB控制量计算部；41：比例动作部；42：积分动作部；43：微分动作部；44：加法部；50：控制量加法部；60：开关控制信号发生部；100：电压控制部；110：输入数据文件；120：学习控制部；130：学习数据制作部；140：学习数据文件；150：学习数据处理部；160：神经网络数据文件；200：神经网络；300：映射(map)；Cfb：FB控制量；Cff：FF控制量；Cvo：电压控制量；Ffig：继续判定标志(FF控制)；Fff：FF控制标志；Iout：负载电流；Kd：微分增益；Ki：积分增益；Kp：比例增益；U：电压偏差；Vf：目标电压；Vout：输出电压；W0：容许振幅；WPmax：最大振幅实绩值；Wmax：最大振幅；k：计数值；β：FF控制增益；Δt：控制周期。具体实施方式以下，参照附图详细说明本专利技术的实施方式。此外，以下对图中的同一或者相当部分附加同一符号，在原则上不反复其说明。实施方式1.图1是说明作为实施方式1所涉及的电力变换器的控制装置的代表例示出的DC/DC转换器的控制装置5a的结构的功能框图。以下，在本实施方式中，作为成为控制对象的电力变换器，例示DC/DC转换器而进行说明。参照图1，作为成为控制装置5a的控制对象的电力变换器的一个例子示出的DC/DC转换器7，对负载供给用输出电压Vout以及负载电流Iout之积表示的直流电力。控制装置5a将DC/DC转换器7的输出电压Vout控制为目标电压Vf。控制装置5a具备电压控制部100、输入数据文件110、以及学习控制部120。通过未图示的电压传感器以及电流传感器，检测输出电压Vout以及负载电流Iout，由该传感器检测的检测值被输入到控制装置5a。电压控制部100具有前馈(FF)控制判定部10、前馈(FF)控制量计算部20、减法部30、反馈(FB)控制量计算部40、控制量加法部50以及开关控制信号发生部60。学习控制部120具有学习数据制作部130、学习数据文件140、学习数据处理部150以及神经网络数据文件160。作为硬件，控制装置5a能够构成为包括未图示的运算装置、存储装置、输入电路以及输出电路。例如，运算装置能够包括CPU(CentralProcessingUnit，中央处理单元)、DSP(DigitalSignalProcessor，数字信号处理器)、ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，专用集成电路)等。关于图1记载的构成控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力变换器的控制装置，该电力变换器的输出根据控制信号而变化，该电力变换器的控制装置具备：/n反馈控制部，在各控制周期中计算基于所述输出相对目标输出的偏差的第1控制量；/n前馈控制部，在作为本次的控制周期中的所述偏差的第1偏差和作为上次的控制周期中的所述偏差的第2偏差的极性不同时，在该控制周期中，在阻碍所述上次的控制周期及所述本次的控制周期之间的所述输出的变化的方向上，计算依照所述第1偏差及第2偏差的差分的第2控制量；以及/n控制信号生成部，在各所述控制周期中依照所述第1控制量及第2控制量来生成所述控制信号。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180216 JP 2018-0259481.一种电力变换器的控制装置，该电力变换器的输出根据控制信号而变化，该电力变换器的控制装置具备：
反馈控制部，在各控制周期中计算基于所述输出相对目标输出的偏差的第1控制量；
前馈控制部，在作为本次的控制周期中的所述偏差的第1偏差和作为上次的控制周期中的所述偏差的第2偏差的极性不同时，在该控制周期中，在阻碍所述上次的控制周期及所述本次的控制周期之间的所述输出的变化的方向上，计算依照所述第1偏差及第2偏差的差分的第2控制量；以及
控制信号生成部，在各所述控制周期中依照所述第1控制量及第2控制量来生成所述控制信号。


2.根据权利要求1所述的电力变换器的控制装置，其中，
所述电力变换器包括DC/DC转换器，该DC/DC转换器的输出电压根据所述控制信号而变化，
所述目标输出包含目标电压，
所述反馈控制部根据所述输出电压相对所述目标电压的电压偏差计算所述第1控制量，
所述第1偏差包含作为所述本次的控制周期中的所述电压偏差的第1电压偏差，
所述第2偏差包含作为所述上次的控制周期中的所述电压偏差的第2电压偏差，
所述前馈控制部在所述第1电压偏差和所述第2电压偏差的极性不同时，在该控制周期中，在阻碍所述上次的控制周期以及所述本次的控制周期之间的所述输出电压的变化的方向上，计算依照所述第1电压偏差及第2电压偏差的差分的所述第2控制量。


3.根据权利要求2所述的电力变换器的控制装置，其中，
所述前馈控制部依照前馈控制增益与所述第1电压偏差及第2电压偏差的偏差之积，计算所述第2控制量，
所述控制装置还具备：
学习数据制作部，在所述DC/DC转换器动作时，收集多组包括预先决定的多个动作数据和该动作时的所述前馈控制增益的实绩增益值的学习数据；以及
学习数据处理部，使用由所述学习数据制作部收集的多组所述学习数据和所述输出电压相对所述目标电压的容许振幅值，计算所述前馈控制增益的增益值，

【专利技术属性】
技术研发人员：长门秀一，田中美和子，岩田明彦，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP