一种接口耦合电路优化设计方法及电机模拟测试系统技术方案

本发明专利技术提供了一种接口耦合电路优化设计方法，其综合考虑了电机模拟器对谐波抑制、设计成本、系统稳定性等方面的要求来设计接口电路参数，并利用引入了适应度阈值机制(FTM)的粒子群优化算法计算最优的参数值，收敛速度快、学习能力强，且在方法中充分了利用电磁仿真精度高的优点。优化计算中着重考虑了成本，保证了电路元件参数的设计结果更加合理。本发明专利技术还提供了电机模拟测试系统，包含了由该方法设计出的接口电路元件，也进一步提供了能够达到同样有益效果的物理实现途径。到同样有益效果的物理实现途径。到同样有益效果的物理实现途径。

【技术实现步骤摘要】
一种接口耦合电路优化设计方法及电机模拟测试系统


[0001]本专利技术属于电机模拟器
，尤其涉及接口耦合电路优化设计方法以及包含了基于该方法设计的接口耦合电路的电机模拟测试系统。

技术介绍

[0002]电机模拟器利用数字仿真和电力电子器件来模拟不同类型电机在不同工况下的端口特性，能够有效解决传统机械式电机测试平台测试成本及安全性的问题。接口耦合电路作为电机模拟器中的重要组成部分，在电机控制器、电机模拟器之间主要起缓冲作用，其一方面可以抑制电力电子开关引起的电流谐波，另一方面决定了系统的被控变量及带宽，因此在很大程度上决定了系统稳定性和模拟精度。然而，现有技术中，对于电机模拟器中接口耦合滤波电路的参数设计研究较少，目前还主要依赖于工程经验和试错法，尚缺乏统一化最优设计方法，其设计过程广泛存在步骤繁杂、结果随机性大且难以得到最优参数的技术问题。

技术实现思路

[0003]针对上述本领域中存在的技术问题，本专利技术提供了一种接口耦合电路优化设计方法，具体包括以下步骤：
[0004]步骤1、基于L型和LCL滤波器电路构建所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接口耦合电路优化设计方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤1、基于L型和LCL滤波器电路构建所述接口耦合电路的基本结构；步骤2、对所述L型和LCL滤波器电路均忽略电感内阻，并基于电机模拟器所引入的低频谐波量与待测电机控制器引入的低频谐波量相同的假设，同时考虑模拟精度、模拟器带宽及成本，针对所述L型滤波器电路设计传递函数与滤波电感参数，以及针对LCL型滤波器电路设计传递函数、滤波电感、输入侧电感与输入输出总电感之间的电感比、谐振频率、滤波电容以及阻尼电阻参数；步骤3、建立关于相电流实际值与参考值之间的跟踪误差的适应函数，基于引入适应度阈值机制的粒子群优化算法，并考虑滤波电感对设计成本的影响，求解接口耦合电路的最优元件参数。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2中针对所述L型滤波器电路设计传递函数与滤波电感参数具体包括：忽略电感内阻，所述L型滤波器电路的传递函数G
L
(s)为：式中，L
m
为滤波电感，s为s域变量；基于所述假设，得到滤波电感为：L
m
＝2L
s
综合考虑模拟精度、模拟器带宽及成本最终设计L型滤波器电路的滤波电感为：L
m
＝(1.5～3)L
s
。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2中针对所述LCL型滤波器电路设计传递函数与滤波电感参数具体包括：忽略电感内阻，所述LCL型滤波器电路的传递函数G
LCL
(s)为：式中，L
i
为输入侧电感，L
o
为输出侧电感，C为滤波电容，R
C
为阻尼电阻，s为s域变量；对于低频域区间，将上式简化为：基于上述假设，得到总滤波电感为：L
total
＝L
i
+L
o
＝2L
s
综合考虑模拟精度、模拟器带宽及成本最终设计LCL型滤波器电路的滤波电感为：L
m
＝(1.5～3)L
s
当L
i
＝L
o
时，所述电感比α设计为：在LCL型滤波器电路谐振频率ω
res
按下式进行设计：
10ω
max
＜ω
res
＜ω
pwm
/2式中，ω
max
为电机的最大角频率，ω
pwm
为电机模拟器逆变器的开关频率；所述滤波电容则根据系统谐振频率ω
res
进行设计为：设计阻尼电阻满足下式：式中，X
C
为LCL滤波器的容抗。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3具体包括以下步骤：3.1)在L
i
＝L
o
的前提下定义三维矢量X...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志福，孙庆乐，田昊，王瑞，梁常春，王康，倪文成，徐超凡，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：