车载充电机的无源增强调控方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及鲁棒性控制领域，具体涉及一种车载充电机的无源增强调控方法、装置、设备及存储介质，其中，方法包括：获取车载充电机内三相逆变器系统的状态矢量、控制矢量和输出矢量，并根据状态矢量、控制矢量和输出矢量建立PCH模型；基于PCH模型，判断三相逆变器系统是否满足预设的无源调控条件；若三相逆变器系统满足预设的无源调控条件，则确定三相逆变器系统的电流内环阻尼注入系数和电压外环阻尼注入系数，并根据电流内环阻尼注入系数和电压外环阻尼注入系数对车载充电机进行无源增强调控。由此，解决了逆变器谐波稳定性较差的问题，优化三相车载充电机V2G工况下系统能量耗散特性，使其能在一定滤波参数漂移下保持系统收敛稳定。稳定。稳定。

【技术实现步骤摘要】
车载充电机的无源增强调控方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及鲁棒性控制领域，具体涉及一种车载充电机的无源增强调控方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着三相车载充电机技术的发展，电动汽车既可作为用户侧的柔性负荷，又可作为分布式电源设备，帮助调节电网用电负荷，削峰填谷，消纳可再生能源，并为电网提供调频和备用等辅助服务，减少配网投资。通常为抑制开关调制过程所产生的谐波问题，V2G(Vehicle
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to
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grid，车辆到电网)工况下的电动汽车车载充电机通常在输出端口封装滤波器来优化并网电流或输出电压的质量。然而，滤波器的引入带来了谐振峰并降低了OBC(On Board Charger，车载充电机)的主体——三相逆变器的稳定裕度，实际上，存在的滤波器参数漂移现象还将进一步加重谐波不稳定。因此，保持系统谐波稳定性日益成为了逆变器控制器设计中迫切需要解决的问题。
[0003]相关技术为优化逆变器谐波稳定性，被动阻尼和主动阻尼技术得到了广泛应用，其中，通过滤波电感或电容串联阻尼电阻的被动阻尼方法简单可靠，广泛应用在实际操作中。然而，阻尼电阻造成的额外功率损耗无法避免，尽管构建虚拟电阻的主动阻尼方法灵活性更强，但是，由于其基于控制变量的反馈，存在传感器数量增加和控制系统延迟等问题。
[0004]另一方面，考虑到逆变器本身的非线性特性以及电网系统电力电子的趋势，滑模控制、自适应控制、模型预测控制和无源性控制等非线性控制策略逐渐受到人们的广泛关注，与线性控制相比，基于系统能量耗散特性和前馈控制的非线性控制对系统扰动和参数变化具有更强的鲁棒性，因此具有不错的应用前景。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种车载充电机的无源增强调控方法，以解决现有技术中的逆变器谐波稳定性较差的问题；目的之二在于提供一种车载充电机的无源增强调控装置；目的之三在于提供一种电子设备；目的之四在于提供一种存储介质。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种车载充电机的无源增强调控方法，包括以下步骤：
[0008]获取车载充电机内三相逆变器系统的状态矢量、控制矢量和输出矢量，并根据所述状态矢量、所述控制矢量和所述输出矢量建立PCH模型；
[0009]基于所述PCH模型，判断所述三相逆变器系统是否满足预设的无源调控条件；以及
[0010]若所述三相逆变器系统满足所述预设的无源调控条件，则确定所述三相逆变器系统的电流内环阻尼注入系数和电压外环阻尼注入系数，并根据所述电流内环阻尼注入系数和所述电压外环阻尼注入系数对所述车载充电机进行无源增强调控。
[0011]根据上述技术手段，本专利技术通过基于受控端口的哈密尔顿模型和阻尼注入技术可以优化三相车载充电机V2G工况下系统能量耗散特性，使其能在一定滤波参数漂移下保持
系统收敛稳定。
[0012]进一步地，所述确定所述三相逆变器系统的电流内环阻尼注入系数和电压外环阻尼注入系数，包括：
[0013]判断所述三相逆变器系统的电流闭环传递函数是否满足预设的渐进稳定条件；
[0014]若所述电流闭环传递函数满足所述预设的渐进稳定条件，则确定初始阻尼比，并判断电流闭环单位阶跃响应超调量是否满足第一预设区间；
[0015]若所述电流闭环单位阶跃响应超调量不满足所述第一预设区间，则按照预设调节策略调节所述初始阻尼比，直至所述电流闭环单位阶跃响应超调量满足所述第一预设区间，得到所述电流内环阻尼注入系数。
[0016]根据上述技术手段，本专利技术通过基于阻尼注入系数在控制闭环的分布规律，可以从内到外环分步骤依次设计各系数，各控制回路具有良好的动态性能和相对独立的控制带宽。
[0017]进一步地，所述确定所述三相逆变器系统的电流内环阻尼注入系数和电压外环阻尼注入系数，还包括：
[0018]根据所述三相逆变器系统的电压闭环传递函数和预设的Routh判据得到电压闭环稳定域；
[0019]获取令所述电压闭环稳定域约束条件关于所述电流内环阻尼注入系数的偏导为零时的阻尼注入系数的系统参数表达式；
[0020]基于预设的滤波参数漂移后谐振频率和所述阻尼注入系数的系统参数表达式得到初始电压外环阻尼注入系数，并判断电压闭环单位阶跃响应超调量是否满足第二预设区间；
[0021]若所述电压闭环单位阶跃响应超调量不满足所述第二预设区间，则按照所述预设调节策略调节所述初始电压外环阻尼注入系数，直至所述电压闭环单位阶跃响应超调量满足所述第二预设区间，得到所述电压外环阻尼注入系数。
[0022]根据上述技术手段，本专利技术通过基于阻尼注入系数在控制闭环的分布规律，可以从内到外环分步骤依次设计各系数，各控制回路具有良好的动态性能和相对独立的控制带宽。
[0023]进一步地，所述PCH模型为：
[0024][0025]其中，x为所述状态矢量，u为所述控制矢量，y为所述输出矢量，J(x)为n
×
n反对称矩阵，R(x)为n
×
n对称正定耗散矩阵，g(x)为n
×
m结构矩阵，H(x)为正定的系统哈密顿能量存储函数。
[0026]根据上述技术手段，本专利技术依据受控端口的哈密尔顿模型(Port
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controlled Hamiltonian，简称PCH)，可以确保滤波器参数偏差下误差能量函数的收敛性。
[0027]进一步地，所述预设的无源调控条件为：
[0028][0029]其中，Q(x)为耗散函数，H(x)为正定连续可微储能函数，x(t)为随时间变化的能量矢量，x(0)为能量矢量初值。
[0030]根据上述技术手段，本专利技术设计好的无源调控条件，对外部干扰和滤波参数变化而言具有较强的鲁棒性。
[0031]一种充电机的无源性增强调控装置，包括：
[0032]获取模块，用于获取车载充电机内三相逆变器系统的状态矢量、控制矢量和输出矢量，并根据所述状态矢量、所述控制矢量和所述输出矢量建立PCH模型；
[0033]判断模块，用于基于所述PCH模型，判断所述三相逆变器系统是否满足预设的无源调控条件；以及
[0034]调控模块，用于在所述三相逆变器系统满足所述预设的无源调控条件，则确定所述三相逆变器系统的电流内环阻尼注入系数和电压外环阻尼注入系数，并根据所述电流内环阻尼注入系数和所述电压外环阻尼注入系数对所述车载充电机进行无源增强调控。
[0035]进一步地，所述调控模块，具体用于：
[0036]判断所述三相逆变器系统的电流闭环传递函数是否满足预设的渐进稳定条件；
[0037]若所述电流闭环传递函数满足所述预设的渐进稳定条件，则确定初始阻尼比，并判断电流闭环单位阶跃响应超调量是否满足第一预设区间；
[0038]若所述电流闭环单位阶跃响应超调量不满足所述第一预设区间，则按照预设调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载充电机的无源性增强调控方法，其特征在于，包括以下步骤：获取车载充电机内三相逆变器系统的状态矢量、控制矢量和输出矢量，并根据所述状态矢量、所述控制矢量和所述输出矢量建立PCH模型；基于所述PCH模型，判断所述三相逆变器系统是否满足预设的无源调控条件；以及若所述三相逆变器系统满足所述预设的无源调控条件，则确定所述三相逆变器系统的电流内环阻尼注入系数和电压外环阻尼注入系数，并根据所述电流内环阻尼注入系数和所述电压外环阻尼注入系数对所述车载充电机进行无源增强调控。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述三相逆变器系统的电流内环阻尼注入系数和电压外环阻尼注入系数，包括：判断所述三相逆变器系统的电流闭环传递函数是否满足预设的渐进稳定条件；若所述电流闭环传递函数满足所述预设的渐进稳定条件，则确定初始阻尼比，并判断电流闭环单位阶跃响应超调量是否满足第一预设区间；若所述电流闭环单位阶跃响应超调量不满足所述第一预设区间，则按照预设调节策略调节所述初始阻尼比，直至所述电流闭环单位阶跃响应超调量满足所述第一预设区间，得到所述电流内环阻尼注入系数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述三相逆变器系统的电流内环阻尼注入系数和电压外环阻尼注入系数，还包括：根据所述三相逆变器系统的电压闭环传递函数和预设的Routh判据得到电压闭环稳定域；获取令所述电压闭环稳定域约束条件关于所述电流内环阻尼注入系数的偏导为零时的阻尼注入系数的系统参数表达式；基于预设的滤波参数漂移后谐振频率和所述阻尼注入系数的系统参数表达式得到初始电压外环阻尼注入系数，并判断电压闭环单位阶跃响应超调量是否满足第二预设区间；若所述电压闭环单位阶跃响应超调量不满足所述第二预设区间，则按照所述预设调节策略调节所述初始电压外环阻尼注入系数，直至所述电压闭环单位阶跃响应超调量满足所述第二预设区间，得到所述电压外环阻尼注入系数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PCH模型为：其中，x为所述状态矢量，u为所述控制矢量，y为所述输出矢量，J(x)为n
×
n反对称矩阵，R(x)为n
×
n对称正定耗散矩阵，g(x)为n
×
m结构矩阵，H(x)为正定的系统哈密顿能量存储函数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的无源调控条件为：
其中，Q(x)为耗散...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇翔，张松霖，唐德钱，张谦，
申请(专利权)人：重庆长安新能源汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：