使用幅度控制回路的过程控制制造技术

描述了一种方法，包括接收包括可调幅度的正弦波的参考信号。该方法还包括从电压控制回路接收电压反馈信号。电压反馈信号是一个调节点正弦波，电压控制回路包括第一响应时间。该方法还包括将参考信号与电压反馈信号进行比较以生成误差值。此外，该方法基于比例积分微分输入和电流反馈信号控制调节点正弦波。比例积分微分输入基于误差值。此外，该方法包括基于幅度控制回路的输出来调整参考信号。幅度控制回路包括第二响应时间，该第二响应时间比电压控制回路的第一响应时间慢至少一个数量级。压控制回路的第一响应时间慢至少一个数量级。压控制回路的第一响应时间慢至少一个数量级。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用幅度控制回路的过程控制


[0001]本公开的领域涉及调节过程的输出电压的过程控制。更具体地，本公开涉及一种比例积分微分(PID)控制器，用于使用幅度回路控制结合电压回路控制以及电流回路控制来调节转换器或逆变器的输出电压。

技术介绍

[0002]比例积分微分(PID)控制器用于控制大功率转换器和逆变器的输出电压。为了提高PID控制器在大功率转换器或逆变器上的控制回路稳定性，大功率转换器或逆变器还基于来自电流控制回路的电流反馈信号而被控制。例如，控制器使用电流反馈信号来增加或减少输出到大功率转换器或逆变器的负载的电流。尽管电流反馈信号为大功率转换器或逆变器的输出提供稳定性，但是耦合到大功率转换器或逆变器的负载的变化由于由电流反馈信号发起的电流补偿导致的输出电流的变化而影响输出电压。输出电压的这种失真可能导致大功率转换器或逆变器的不准确的控制。此外，使用以类似响应时间操作的电压控制回路针对输出电压的失真的补偿可以导致由于反馈信号之间的竞争而导致大功率转换器或逆变器的输出的不稳定性。

技术实现思路

[0003]该专利中使用的术语“公开”、“本公开”、“该公开”和“此公开”旨在广泛地表示该专利和所附专利权利要求的所有主题。包含这些术语的陈述不应该被理解为限制本文所描述的主题或限制所附专利权利要求的含义或范围。本专利所涵盖的主题的实施例由所附权利要求而不是该
技术实现思路
来定义。该
技术实现思路
是对本公开的主题的各个方面的高位概述，并且介绍了在以下的具体实施方式部分中进一步描述的一些概念。该
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在单独用于确定所要求保护的主题的范围。主题应该通过参考该专利的整个说明书、任何或所有附图以及每项权利要求的适当部分来理解。
[0004]根据本公开的某些实施例，一种方法可以包括接收包括可调幅度的正弦波的参考信号。该方法还可以包括从包括调节点正弦波的电压控制回路接收电压反馈信号。电压控制回路可以包括第一响应时间。此外，该方法可以包括将参考信号与电压反馈信号进行比较以生成误差值。此外，该方法可以包括基于比例积分微分输入和电流反馈信号来控制调节点正弦波。比例积分微分输入可以基于误差值。此外，该方法可以包括基于幅度控制回路的输出来调整参考信号。幅度控制回路可以包括第二响应时间，该第二响应时间比电压控制回路的第一响应时间慢至少一个数量级。
[0005]根据本公开的某些实施例，一种系统可以包括比例积分微分控制块。该比例积分微分控制块可以包括第一误差放大器，该第一误差放大器接收参考信号和电压反馈信号、并输出第一误差值。比例积分微分控制块还可以包括过程，该过程基于比例积分微分控制函数和电流反馈信号控制调节点正弦波。比例积分微分控制函数可以基于第一误差值。此
外，比例积分微分控制块可以包括电压控制回路，该电压控制回路从过程向第一误差放大器提供调节点正弦波。比例积分微分控制块可以包括第一响应时间。该系统还可以包括参考信号控制块。该参考信号控制块可以包括第二误差放大器，该第二误差放大器接收调节点正弦波的幅度和直流参考电压、并输出第二误差值。此外，参考信号控制块可以包括比例积分控制函数发生器，该比例积分控制函数发生器基于第二误差值生成比例积分控制函数。此外，参考信号控制块可以包括参考幅度控制器，该参考幅度控制器基于比例积分控制函数来控制在第一误差放大器处接收的参考信号。此外，参考信号控制块可以包括幅度控制回路，该幅度控制回路向参考幅度控制器提供比例积分控制函数，并且参考信号控制块可以包括大于第一响应时间的第二响应时间。
[0006]根据本公开的某些实施例，一种方法可以包括接收包括可调幅度的正弦波的参考信号。该方法还可以包括接收包括过程的输出电压的电压反馈信号，并将参考信号与电压反馈信号进行比较以生成第一误差值。此外，该方法可以包括基于与第一误差值成比例的第一比例控制信号、基于第一误差值随时间的积分并且包括第一积分增益值的第一积分控制信号、基于第一误差值随时间的变化率的微分控制信号以及电流反馈信号，来控制过程的输出电压。此外，该方法可以包括将过程的输出电压的幅度与恒定直流参考电压进行比较以生成第二误差值。此外，该方法可以包括基于第二积分控制信号来控制可调幅度的正弦波，该第二积分控制信号基于第二误差值随时间的积分。第二积分控制信号可以包括小于第一积分增益值的第二积分增益值。
附图说明
[0007]图1是根据本公开的某些实施例的包括用于控制过程的比例积分微分(PID)控制器的控制系统的框图。
[0008]图2是根据本公开的某些实施例的包括用于通过电压控制回路和幅度控制回路控制过程的PID控制器的控制系统的框图。
[0009]图3是根据本公开的某些实施例的用于使用图2的控制系统控制过程的方法的流程图。
具体实施方式
[0010]本公开的实施例的主题在这里详细描述，以满足法定要求，但是该描述不一定旨在限制权利要求的范围。所要求保护的主题可以以其他方式呈现，可以包括不同的元件或步骤，并且可以与其他现有的或未来的技术结合使用。该描述不应该被解释为表示在各个步骤或元件之间的任何特定顺序或布置，除非当各个步骤的顺序或元件的布置被明确描述。
[0011]本公开的某些方面和示例涉及使用具有幅度控制回路的比例积分微分(PID)控制器的过程的控制。该过程可以包括生成多相功率输出的多相转换器或逆变器，可以用于控制到负载(诸如飞机电气系统)的功率输出。过程的控制可能受到从过程接收功率输出的负载水平的影响。例如，当负载的大小增加时，过程的功率输出可能偏离所需的功率输出。为该过程实现电流控制回路可以通过将电流维持在所需的功率输出的所需的水平来提高系统稳定性。然而，电流控制回路的电流反馈影响了过程的输出电压调节的精度。例如，由于
负载和电流控制回路消耗的电流，处理器的输出电压可以随着负载的增加而降低。
[0012]为了当电流控制回路被实现时改进对过程的功率输出的控制，以下参考图1和图2描述的PID控制器包括用于过程控制的幅度控制回路。幅度控制回路可以包括比与该过程相关联的其它控制回路慢至少一个数量级的反应时间，控制用于生成电压误差信号的参考电压的电压输出。该电压误差信号用于控制过程的电压输出。由于幅度控制回路的反应时间比与过程相关联的其他控制回路慢，因此幅度控制回路的反应速度不足以与其他控制回路竞争。由于幅度控制回路不与其他控制回路竞争，因此控制系统的整体稳定性保持鲁棒性。
[0013]所描述的实施例提供了一种控制过程到负载的功率输出的控制系统。尽管控制系统一般讨论用于航空电子系统，但它不意味着限制。相反，控制系统的实施例可以用于任何类型的过程控制或其它所需的过程控制。
[0014]图1是包括用于控制过程104的比例积分微分(PID)控制器102的控制系统100的框图。PID控制器102是用于向过程104提供连续调制控制的控制回路反馈机构。由PID控制器102生成的调制控制信号基于过程104的输出与提供给PID控制器102的所需的设定点之间的误差值(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：接收包括可调幅度的正弦波的参考信号；从包括调节点正弦波的电压控制回路接收电压反馈信号，其中所述电压控制回路包括第一响应时间；将所述参考信号与所述电压反馈信号比较以生成误差值；基于比例积分微分输入和电流反馈信号来控制所述调节点正弦波，其中所述比例积分微分输入基于所述误差值；以及基于幅度控制回路的输出来调整所述参考信号，其中所述幅度控制回路包括第二响应时间，所述第二响应时间比所述电压控制回路的所述第一响应时间慢至少一个数量级。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述比例积分微分输入包括控制函数，所述控制函数包括比例分量、积分分量和微分分量。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述幅度控制回路的所述输出包括控制函数，所述控制函数包括比例分量和积分分量。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述控制函数还包括微分分量。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一响应时间小于10ms，并且所述第二响应时间大于100ms。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节点正弦波由逆变器、转换器或输出滤波器控制。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节点正弦波包括多相功率输出。8.根据权利要求1所述的方法，包括：将经调整的参考信号与新的电压反馈信号比较以生成新的误差值；基于新的比例积分微分输入和所述电流反馈信号，来控制所述调节点正弦波，其中所述新的比例积分微分输入基于所述新的误差值；以及基于所述幅度控制回路的新输出来调整所述经调整的参考信号。9.根据权利要求1所述的方法，包括：从电流控制回路接收所述电流反馈信号，其中所述电流反馈信号指示调节点处的输出电流，并且所述电流控制回路包括与所述第一响应时间相同数量级的第三响应时间。10.一种系统，包括：比例积分微分控制块，包括：第一误差放大器，被配置为接收参考信号和电压反馈信号、并输出第一误差值；过程，被配置为基于比例积分微分控制函数和电流反馈信号来控制调节点正弦波，其中所述比例积分微分控制函数基于所述第一误差值；以及电压控制回路，被配置为从所述过程向所述第一误差放大器提供所述调节点正弦波，其中所述比例积分微分控制块包括第一响应时间；以及参考信号控制块，包括：第二误差放大器，被配置为接收所述调节点正弦波的幅度和直流参考电压，并输出第二误差值；比例积分控制函数发生器，被配置为基于所述第二误差值来生成比例积分控制函数；参考幅度控制器，被配置为基于所述比例积分控制函数，来控制在所述第一误...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：赛峰电力美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：