一種電流跟蹤控制方法及裝置的制造方法
【專利摘要】一種電流跟蹤控制方法及裝置，屬于電流控制器電流跟蹤控制技術(shù)領(lǐng)域。電流控制器U2根據(jù)邏輯運算程序的邏輯運算結(jié)果控制電力電子開關(guān)SW的導(dǎo)通和關(guān)斷；當(dāng)電流控制器U2輸出數(shù)字電平信號為高電平1時，電力電子開關(guān)SW導(dǎo)通，電流上升；當(dāng)電流控制器U2輸出數(shù)字電平信號為為低電平0時，電力電子開關(guān)SW關(guān)斷，電流下降；電流控制器U2根據(jù)電流檢測比較裝置U1的電流比較輸出信號和邏輯運算程序內(nèi)的邏輯運算方法綜合計算電力電子開關(guān)SW的導(dǎo)通和關(guān)斷的時間，從而實現(xiàn)對電流的跟蹤控制。具有動態(tài)調(diào)整適應(yīng)性、魯棒性好，裝置結(jié)簡單等優(yōu)點。
【專利說明】
一種電流跟蹤控制方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電流控制器電流跟蹤控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電流跟蹤控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電流控制器是電機(jī)調(diào)速控制及開關(guān)電源中經(jīng)常用到的一個環(huán)節(jié)，它的性能對整個系統(tǒng)的性能有著重要的影響，其內(nèi)部的電流跟蹤控制方法最常用的便是滯環(huán)控制方法，因其動態(tài)響應(yīng)及時、魯棒性好、實現(xiàn)簡單等特點而得到廣泛應(yīng)用;然而滯環(huán)控制也存在其開關(guān)頻率波動范圍大，需用模擬電路實現(xiàn)等不足。針對這些不足國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域出現(xiàn)了許多改進(jìn)的方法，有的通過調(diào)節(jié)滯環(huán)寬度的方法來設(shè)法穩(wěn)定開關(guān)頻率的波動變化，有的則用數(shù)字方式來實現(xiàn)自適應(yīng)滯環(huán)控制。電流控制器中另一種實現(xiàn)電流跟蹤控制的方法是采用PWM方式，電流控制器在每個PWM周期采樣電流及其它參數(shù)，計算出下一個周期的占空比，來調(diào)節(jié)電流值。由于電流回路的時間常數(shù)一般比較小，這種電流控制器要占用大量的處理器資源，對控制參數(shù)也較敏感，動態(tài)響應(yīng)速度較電流滯環(huán)控制慢。
[0003]從控制的角度來講，對系統(tǒng)的模型了解越多、參數(shù)越準(zhǔn)確，其能達(dá)到的控制效果就越好。在很多情況下負(fù)載情況是變化的，用固定的控制器參數(shù)很難做到適應(yīng)性高。常規(guī)的方法是建立系統(tǒng)的模型，在線對模型參數(shù)進(jìn)行辨識，根據(jù)得到的模型計算開關(guān)狀態(tài)持續(xù)的時間。對于時間常數(shù)比較大的系統(tǒng)來講，這種方法非常有效，也經(jīng)常使用，但電流環(huán)的時間常數(shù)一般較小，達(dá)到實時控制所需的采樣周期也就比較小，要在這很短的采樣周期內(nèi)完成采樣及計算對控制器的速度要求比較高，另外由于開關(guān)器件開關(guān)動作的影響，電流中包含噪聲干擾信號，還要對采樣得到的信號進(jìn)行濾波等處理，對模型的精度產(chǎn)生較大的影響。另外要得到比較準(zhǔn)確的模型參數(shù)，需要經(jīng)過多個周期的迭代計算，使參數(shù)收斂，這樣對系統(tǒng)的動態(tài)特性及穩(wěn)定性都有較大的影響，很可能出現(xiàn)不可預(yù)料的控制結(jié)果。現(xiàn)有技術(shù)主要存在如下不足:
1、電流控制開關(guān)頻率波動范圍大、穩(wěn)定性差；
2、電流控制斬波周期不具備動態(tài)調(diào)整適應(yīng)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，在分析電流控制特性的基礎(chǔ)上，提出了一種具備動態(tài)調(diào)整適應(yīng)性、魯棒性好的電流跟蹤控制方法及裝置。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該一種電流跟蹤控制方法，其邏輯運算步驟為:
步驟SlOl，電流控制器U2上電初始化;其內(nèi)嵌的邏輯運算程序首先初始化定義工作狀態(tài)變量siaie，Sl狀態(tài)持續(xù)的時間iPi，S2狀態(tài)持續(xù)的時間Li，S3狀態(tài)持續(xù)的時間U，S4狀態(tài)持續(xù)的時間tP2,開關(guān)周期設(shè)定值，缺省周期設(shè)定值Tdft,定時器變量t_ timer,設(shè)定值t_comp_ref,電路電流采樣變量i和電路電流參考值iref嫌;當(dāng)控制信號RUN為高電平信號I時電流控制器U2開始邏輯運算工作，此時工作狀態(tài)變量siaie賦值為SI狀態(tài)，電力電子開關(guān)SW為導(dǎo)通狀態(tài)，S3狀態(tài)持續(xù)的時間賦值為開關(guān)周期設(shè)定值，完成后進(jìn)入步驟S102;
步驟S102，電流控制器U2檢測電流檢測比較裝置Ul的輸出信號^/7_1 是否為高電平信號1，若是高電平信號I則進(jìn)入步驟S103，否則維持步驟S102的狀態(tài)；
步驟S103，將S4狀態(tài)持續(xù)的時間?ρ?武值為定時器變量t_ 值，計算設(shè)定值t_comp_ref.,將SI狀態(tài)持續(xù)的時間?ρ?賦值為計算出的設(shè)定值t_comp_ref,定時器變量t_ ii/serf直清零，工作狀態(tài)變量s ia ie賦值為S2狀態(tài)，電力電子開關(guān)SW為關(guān)斷狀態(tài)，完成后進(jìn)入步驟S104;
步驟S104，判斷t_ timer是否大于(_<^0?/7_1'6/，若是則進(jìn)入步驟3105，否則維持步驟S104的狀態(tài)；
步驟S105，將定時器變量t_ 直清零，工作狀態(tài)變量sia ie賦值為S3狀態(tài)，電力電子開關(guān)SW保持關(guān)斷狀態(tài)，進(jìn)入步驟S106 ；
步驟S106，電流控制器U2檢測電流檢測比較裝置Ul的輸出信號^/7_1 是否為低電平信號O，若是低電平信號O則進(jìn)入步驟S107，否則維持步驟S106的狀態(tài)；
步驟S107，將S2狀態(tài)持續(xù)的時間Li賦值為定時器變量t_ 直，計算設(shè)定值t_comp_ref.,將S3狀態(tài)持續(xù)的時間i/L?賦值為計算出的設(shè)定值t_comp_ref，定時器變量t_ 直清零，工作狀態(tài)變量siaie賦值為S4狀態(tài)，電力電子開關(guān)SW為導(dǎo)通狀態(tài)，完成后進(jìn)入步驟S108;
步驟S108，判斷t_ ti?er是否大于t_comp_ref,若是進(jìn)入步驟S109，否則維持步驟S108的狀態(tài)；
步驟S109，將定時器變量t_ 直清零，工作狀態(tài)變量sia ie賦值為SI狀態(tài)，電力電子開關(guān)SW保持導(dǎo)通狀態(tài)，S3狀態(tài)持續(xù)的時間賦值為開關(guān)周期設(shè)定值完成后進(jìn)入步驟S102循環(huán)運行;其中，工作狀態(tài)變量siaie包括SO，SI，S2，S3，S4共5個狀態(tài)取值;SO代表電路初始停止?fàn)顟B(tài)，此時電力電子開關(guān)SW為關(guān)斷狀態(tài);SI表示電路電流上升，且i> inf，此時電力電子開關(guān)SW為導(dǎo)通狀態(tài);S2表不電路電流下降，且》_Z_ref，此時電力電子開關(guān)SW為關(guān)斷狀態(tài)；S3表示電路電流下降，且i〈 iref,此時電力電子開關(guān)SW為關(guān)斷狀態(tài);S4表示電路電流上升，且K iref,此時電力電子開關(guān)SW為導(dǎo)通狀態(tài)。
[0006]優(yōu)選的，所述步驟S103中設(shè)定值計算方法為，當(dāng)S4狀態(tài)持續(xù)的時間W大于開關(guān)周期設(shè)定值TW時，值為缺省周期設(shè)定值Γ?Ζ/?;否則，t_comp_refiM.按以下公式計算:
t_comp_ref= tP2.Tset/(2(tp^ U2))。
[0007]優(yōu)選的，所述步驟S107中設(shè)定值勺計算方法為，當(dāng)S2狀態(tài)持續(xù)的時間?大于開關(guān)周期設(shè)定值TW時，值為缺省周期設(shè)定值Γ?/ζ?;否則，t_comp_ref{M.按以下公式計算:
t_comp_ref= tP2.Tset/{2{tpi+ tni})。
[0008]一種實現(xiàn)所述電流跟蹤控制方法的裝置，包括電流傳感器、電流檢測比較裝置Ul和內(nèi)嵌有邏輯運算程序的電流控制器U2，電流控制器U2根據(jù)內(nèi)嵌邏輯運算程序的邏輯運算結(jié)果控制電力電子開關(guān)SW的導(dǎo)通和關(guān)斷；電流控制器U2根據(jù)電流檢測比較裝置Ul的電流比較輸出信號和內(nèi)嵌邏輯運算程序綜合計算電力電子開關(guān)SW的導(dǎo)通和關(guān)斷的時間，從而實現(xiàn)對電流的跟蹤控制。
[0009]優(yōu)選的，所述電流傳感器為分流器或霍爾電流傳感器。
[0010]優(yōu)選的，所述電流檢測比較裝置Ul為集成芯片TLV3502或LM358。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述電流控制器U2為EP2C5T144或XC3S500E。
[0012]優(yōu)選的，所述電力電子開關(guān)SW為場效應(yīng)管、絕緣柵雙極型晶體管或繼電器中的任一種。
[0013]優(yōu)選的，所述電流檢測比較裝置Ul的電流比較輸出信號定義為:當(dāng)電路電流采樣變量i值大于電路電流參考值ia/fl寸，電流檢測比較裝置Ul輸出高電平信號^?^I等于I，否則輸出低電平信號cmp_I等千Q。
[0014]優(yōu)選的，所述電流控制器U2的運行與停止由其接收的控制信號RUN來控制，具體定義為:當(dāng)控制信號RUN為低電平信號O或無電平信號時，電流控制器U2處于待機(jī)檢測狀態(tài)；當(dāng)控制信號RUN為高電平信號I時，電流控制器U2處于運行狀態(tài)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種電流跟蹤控制方法及裝置所具有的有益效果是:
1.本發(fā)明一種電流跟蹤控制方法是在兩點峰值控制的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，電路開關(guān)周期不再是固定的，而是根據(jù)設(shè)定周期及前一開關(guān)周期的占空比來計算本次開關(guān)周期的關(guān)斷時間，當(dāng)再次上升到電流參考值時進(jìn)行下一個周期的計算，很好的解決了目前該領(lǐng)域電流控制斬波周期不具備動態(tài)調(diào)整適應(yīng)性和魯棒性差的問題，實現(xiàn)了對電路電流的穩(wěn)健跟蹤控制;
2.本發(fā)明基于所述電流跟蹤控制方法的裝置采用現(xiàn)場可編程門陣列FPGA，時序控制能力強(qiáng)，是電路動態(tài)調(diào)整適應(yīng)性的可靠保障;采用分流器或霍爾電流傳感器進(jìn)行電流采樣的動態(tài)響應(yīng)好;采用TLV3502或LM358作為電流檢測比較裝置成本低、電流跟蹤穩(wěn)定性好。
【附圖說明】
[0016]圖1電流跟蹤控制方法邏輯運算步驟框圖。
[0017]圖2電流跟蹤控制電路模型示意圖。
[0018]圖3電流跟蹤控制裝置結(jié)構(gòu)框圖。
[0019]圖4電流跟蹤控制仿真電路圖。
[0020]圖5負(fù)電壓續(xù)流工況下的電流波形仿真圖。
[0021 ]圖6零電壓續(xù)流工況下的電流波形仿真圖。
[0022]圖7反電動勢突變工況下的電流波形仿真圖。
[0023]圖8單相整流電源工況下的的電流波形仿真圖。
【具體實施方式】
[0024]圖1?8是本發(fā)明的最佳實施例，下面結(jié)合附圖1?8對本發(fā)明的電流跟蹤控制方法及裝置的【具體實施方式】做進(jìn)一步說明。
[0025]參照圖1:
圖1是電流跟蹤控制方法邏輯運算步驟框圖，其邏輯運算流程為:
步驟SlOl，電流控制器U2上電初始化;其內(nèi)嵌的邏輯運算程序首先初始化定義工作狀態(tài)變量siaie，Sl狀態(tài)持續(xù)的時間6i，S2狀態(tài)持續(xù)的時間Li，S3狀態(tài)持續(xù)的時間U，S4狀態(tài)持續(xù)的時間tP2，開關(guān)周期設(shè)定值，缺省周期設(shè)定值TdfU定時器變量t_ timer,設(shè)定值t_comp_ref,電路電流采樣變量i和電路電流參考值參數(shù)；當(dāng)控制信號RUN為高電平信號I時電流控制器U2開始邏輯運算工作，此時工作狀態(tài)變量siaie賦值為SI狀態(tài)(S卩Siaie=Sl)，電力電子開關(guān)SW為導(dǎo)通狀態(tài)(即SW=1)，S3狀態(tài)持續(xù)的時間武值為開關(guān)周期設(shè)定值TW(即tn^Tset)，完成后進(jìn)入步驟S102;否則，電流控制器U2保持待機(jī)檢測狀態(tài)；
步驟S102，電流控制器U2檢測電流檢測比較裝置Ul的輸出信號^/7_1 是否為高電平信號若是高電平信號1(即^那>_1=1)則進(jìn)入步驟S103，否則維持步驟S102的狀態(tài)；
步驟S103，將S4狀態(tài)持續(xù)的時間?ρ?武值為定時器變量t_ timeriM-C即tP2= t_ timer)，計算設(shè)定值i_cofflp_re/，計算方法為:當(dāng)S4狀態(tài)持續(xù)的時間匕?大于開關(guān)周期設(shè)定值時(即tp2?Tset),值為缺省周期設(shè)定值7X 即;否貝Ij，t_comp_ref\l
按以下公式計算:
t_comp_ref= tP2.Tset/(2( tP2^ U2))；
此后，將SI狀態(tài)持續(xù)的時間?ρ?賦值為計算出的設(shè)定值t_ comp_re/(即tpi= t_ comp_ref)，定時器變量t_ ii?er值清零(即t_ tImer=O),工作狀態(tài)變量sia ie賦值為S2狀態(tài)(即sta te=S2)，電力電子開關(guān)SW為關(guān)斷狀態(tài)(S卩Sff=O)，完成后進(jìn)入步驟S104；
步驟S104，判斷t_ timer是否大于t—comp—ref1.即前〉后？)，若是則進(jìn)入步驟S105，否則維持步驟S104的狀態(tài)；
步驟S105，將定時器變量t_ 直清零(即t_ timei^O)，工作狀態(tài)變量sia ie賦值為S3狀態(tài)(S卩siaie=S3)，電力電子開關(guān)SW保持關(guān)斷狀態(tài)(S卩SW=O)，進(jìn)入步驟S106 ；
步驟S106，電流控制器U2檢測電流檢測比較裝置Ul的輸出信號^/7_1 是否為低電平信號0(即cffip_i=0?)，若是低電平信號0(即cffip_i=0)則進(jìn)入步驟S107，否則維持步驟S106的狀態(tài)；
步驟S107，將S2狀態(tài)持續(xù)的時間Li賦值為定時器變量t_ timeriM-C即tni= t_ timer)，計算設(shè)定值i_cofflp_re/，計算方法為:當(dāng)S2狀態(tài)持續(xù)的時間Li大于開關(guān)周期設(shè)定值時(即tni>Tset),值為缺省周期設(shè)定值7X 即;否貝Ij，t_comp_ref\l
按以下公式計算:
t_COmp_ref= tp2.Tset/ (2( tpl+ tni))；
此后，將S3狀態(tài)持續(xù)的時間賦值為計算出的設(shè)定值comp_re/(即tn2= t_ comp_ref)，定時器變量t_ ii?er值清零(即t_ tImer=O),工作狀態(tài)變量sia ie賦值為S4狀態(tài)(即sta te= S4)，電力電子開關(guān)SW為導(dǎo)通狀態(tài)(S卩Sff=I)，完成后進(jìn)入步驟S108 ；
步驟S108，判斷t_ timer是否大于t—comp—ref1.即前〉后？)，若是進(jìn)入步驟S109，否則維持步驟S108的狀態(tài)；
步驟S109，將定時器變量t_ 值清零(即t_ timer^Q)，工作狀態(tài)變量sia ie賦值為SI狀態(tài)(BPsiaie=Sl)，電力電子開關(guān)SW保持導(dǎo)通狀態(tài)(S卩Sff=I), S3狀態(tài)持續(xù)的時間賦值為開關(guān)周期設(shè)定值(即完成后進(jìn)入步驟S102循環(huán)運行;其中，工作狀態(tài)變量siaie包括SO，SI，S2，S3，S4共5個狀態(tài)取值;SO代表電路初始停止?fàn)顟B(tài)，此時電力電子開關(guān)SW為關(guān)斷狀態(tài);SI表不電路電流上升，且i>i_ref，此時電力電子開關(guān)SW為導(dǎo)通狀態(tài);S2表不電路電流下降，且i> iref,此時電力電子開關(guān)SW為關(guān)斷狀態(tài);S3表示電路電流下降，且K iref,此時電力電子開關(guān)SW為關(guān)斷狀態(tài);S4表不電路電流上升，且_Z〈_Z_ref，此時電力電子開關(guān)SW為導(dǎo)通狀態(tài)。
[0026]當(dāng)所述工作狀態(tài)變量sia ie變化時，定時器變量t_ 直要清零;在每一個時鐘信號周期，定時器變量t_ 值的增量為數(shù)字I，且定時器變量t_ 值可以清零。設(shè)定值不隨時鐘變化，可通過外部控制程序設(shè)置數(shù)值或內(nèi)部計算獲得。
[0027]缺省周期設(shè)定值7^&其作為在出現(xiàn)較大波動時的一個導(dǎo)通或關(guān)斷時間的缺省值，取值應(yīng)不大于7；θ?/4。
[0028]參照圖2:
圖2是電流跟蹤控制電路模型示意圖，當(dāng)電力電子開關(guān)SW為導(dǎo)通狀態(tài)時，即電力電子開關(guān)SW合向圖1所示的位置I時，電源及通過電感L對負(fù)載R和及供電；當(dāng)電力電子開關(guān)SW為關(guān)斷狀態(tài)時，即電力電子開關(guān)SW合向圖1所示的位置O時，電感L中儲存的能量為負(fù)載供電，同時回饋到電源凡。電力電子開關(guān)SW—般選用高功率電子開關(guān)管，如MOS管、IGBT等，有的場合也可以選用大功率繼電器等，但需配合相應(yīng)的驅(qū)動芯片使用。
[0029]參照圖3:
圖3是電流跟蹤控制裝置結(jié)構(gòu)框圖，電流傳感器可以選擇電阻采樣型的(分流器)、霍爾型的，也可以選擇其它能將電流轉(zhuǎn)換成模擬電壓的模塊；電流檢測比較裝置Ul可以用集成芯如TLV3502或LM358等實現(xiàn)，電流控制器U2可以用現(xiàn)場可編程門陣列FPGA，如EP2C5T144或XC3S500E等實現(xiàn)。
[0030]電流檢測比較裝置Ul的電流比較輸出信號定義為:當(dāng)電路電流采樣變量i值大于電路電流參考值ia/fl寸，電流檢測比較裝置Ul輸出高電平信號等于1，否則輸出低電平信號等于O。
[0031]電流控制器U2的作用是:一方面，電流控制器U2根據(jù)其內(nèi)嵌邏輯運算程序的邏輯運算結(jié)果控制電力電子開關(guān)SW的導(dǎo)通和關(guān)斷；S卩，當(dāng)電流控制器U2輸出數(shù)字電平信號為高電平I時，電力電子開關(guān)SW導(dǎo)通，電流上升；當(dāng)電流控制器U2輸出數(shù)字電平信號為為低電平O時，電力電子開關(guān)SW關(guān)斷，電流下降；另一方面，電流控制器U2根據(jù)電流檢測比較裝置Ul的電流比較輸出信號和該邏輯運算程序內(nèi)的邏輯運算方法綜合計算電力電子開關(guān)SW的導(dǎo)通和關(guān)斷的時間，從而實現(xiàn)對電流的跟蹤控制。
[0032]當(dāng)控制信號RUN為低電平信號O或無電平信號時，電流控制器U2處于待機(jī)檢測狀態(tài);當(dāng)控制信號RUN為高電平信號I時，電流控制器U2處于運行狀態(tài)。
[0033]參照圖4:
圖4為電流跟蹤控制仿真電路圖，其用Simulink ?建立的仿真模型，VTl?VT4是四個電力電子開關(guān)，Control Voltage source是受控電壓源，用于模擬反電勢負(fù)載及。1]2是本發(fā)明的電流控制器，主要用來實現(xiàn)本發(fā)明的電流控制算法，它每個時鐘周期執(zhí)行一次，時鐘頻率一般在幾MHz(本仿真中取10MHz)，時鐘周期在納秒級別，遠(yuǎn)小于斬波周期設(shè)定值實際實現(xiàn)時對U2輸出的信號可以進(jìn)行再分配，得到4個電力電子開關(guān)的驅(qū)動信號。
[0034]圖5?圖8是通過圖4所示的電流跟蹤控制仿真電路圖進(jìn)行的仿真實施例，該系列實施例的電流平均值計算均采用一個斬波周期的窗口濾波，仿真參數(shù)為:電源電壓私=300VDC，電感Z=80mH，電阻ΛΜ)Ω，負(fù)載電動勢及=10V DC。
[0035]參照圖5:
圖5是負(fù)電壓續(xù)流工況下的電流波形仿真圖，此圖電流波形為電流給定值在0.02s時從10A跳變的5A時的仿真電流及電流平均值波形，可以看出，除去電流上升和下降所需的時間，平均電流在一個斬波周期后就等于給定參考值，跟蹤平滑，無超調(diào)。
[0036]參照圖6:
圖6是零電壓續(xù)流工況下的電流波形仿真圖，此圖電流波形為零電壓續(xù)流(凡=OV)時，電流給定值在0.02s從1A跳變到5A時的仿真電流及其平均值波形的仿真波形圖，與圖5相比除了電流波動幅值降低之外，無其他變化，這也說明本發(fā)明提出的電流跟蹤控制方法完全實現(xiàn)了平均值跟蹤，對續(xù)流方式不敏感。
[0037]參照圖7:
圖7是反電動勢突變工況下的電流波形仿真圖，此圖電流波形為采用零電壓續(xù)流時、給定參考電流為10A、反電動勢負(fù)載及在0.02s從1V突變到200V時的電流變化波形。在加負(fù)載之前，占空比接近O;因此，突加負(fù)載后，電流有接近一個周期的下降，若按一個周期100ys下降時間計算，電流下降值為Ai=-A ?.及/Z=-2.5A，仿真中由于電流實際下降時間小于I個周期，電流下降值也小于2.5。而這一減小的周期部分正好彌補(bǔ)了十算時的占空比增加部分。以仿真結(jié)果為例，私=300V DC，電感Z=80mH，電阻ΛΜ)Ω，負(fù)載電動勢及=10V DC，設(shè)定斬波周期lOOOys，電流參考值10Α。仿真計算結(jié)果為ipi=333.5ys，ip^318ys, i/ji=163.4ys，tn2=161.9ys, Tsia= tpi+ tp^ tni+ i/L^976.8ys，而 ipi的理論值為:ipi=1000 X 200/300/2=333.3ys。仿真中電流波動為±0.4A，引起的平均電壓差為±4V，由于兩個電壓都是使周期減少，可以認(rèn)為電壓減少了 8V，從而減少后的周期可估算為rcai=(300-8)/300X1000=973ys，與仿真結(jié)果非常接近，說明本發(fā)明方法的動態(tài)調(diào)整適應(yīng)性非常強(qiáng)。
[0038]參照圖8:
圖8是單相整流電源工況下的的電流波形仿真圖，此圖是將恒定直流電源換為單相(220V/50HZ )整流電源時的仿真波形，為了突出仿真效果，整流后的濾波電容取值較小(220uF)，圖中也同時給出了輸入電壓的波形。從圖中可以看出，雖然電流平均值有所波動，但與給定參考值非常接近，從而也說明了本發(fā)明的電流跟蹤控制方法對電源電壓波動亦具有較強(qiáng)的抑制能力。
[0039]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種電流跟蹤控制方法，其特征在于:邏輯運算步驟為: 步驟SlOl，電流控制器U2上電初始化；其內(nèi)嵌的邏輯運算程序首先初始化定義工作狀態(tài)變量siaie，Sl狀態(tài)持續(xù)的時間6i，S2狀態(tài)持續(xù)的時間Li，S3狀態(tài)持續(xù)的時間U，S4狀態(tài)持續(xù)的時間tP2，開關(guān)周期設(shè)定值，缺省周期設(shè)定值TdfU定時器變量t_ timer,設(shè)定值t_comp_ref,電路電流采樣變量i和電路電流參考值參數(shù)；當(dāng)控制信號RUN為高電平信號I時電流控制器U2開始邏輯運算工作，此時工作狀態(tài)變量siaie賦值為SI狀態(tài)，電力電子開關(guān)SW為導(dǎo)通狀態(tài)，S3狀態(tài)持續(xù)的時間賦值為開關(guān)周期設(shè)定值，完成后進(jìn)入步驟S102; 步驟S102，電流控制器U2檢測電流檢測比較裝置Ul的輸出信號^?^I是否為高電平信號1，若是高電平信號I則進(jìn)入步驟S103，否則維持步驟S102的狀態(tài)； 步驟S103，將S4狀態(tài)持續(xù)的時間匕?賦值為定時器變量t_ timeriM.，計算設(shè)定值t_comp_ref.,將SI狀態(tài)持續(xù)的時間?ρ?賦值為計算出的設(shè)定值t_comp_ref,定時器變量t_ ii/serf直清零，工作狀態(tài)變量s ia ie賦值為S2狀態(tài)，電力電子開關(guān)SW為關(guān)斷狀態(tài)，完成后進(jìn)入步驟S104; 步驟S1 4，判斷?_ i imerjk否大于comp_ref,若是則進(jìn)入步驟S10 5，否則維持步驟S104的狀態(tài)； 步驟S105，將定時器變量t_ 直清零，工作狀態(tài)變量sia ie賦值為S3狀態(tài)，電力電子開關(guān)SW保持關(guān)斷狀態(tài)，進(jìn)入步驟S106 ； 步驟S106，電流控制器U2檢測電流檢測比較裝置Ul的輸出信號^?^/是否為低電平信號O，若是低電平信號O則進(jìn)入步驟S107，否則維持步驟S106的狀態(tài)； 步驟S107，將S2狀態(tài)持續(xù)的時間Li賦值為定時器變量t_ timeriM.，計算設(shè)定值t_comp_ref.,將S3狀態(tài)持續(xù)的時間i/L?賦值為計算出的設(shè)定值t_comp_ref，定時器變量t_ 直清零，工作狀態(tài)變量siaie賦值為S4狀態(tài)，電力電子開關(guān)SW為導(dǎo)通狀態(tài)，完成后進(jìn)入步驟S108; 步驟S108，判斷t_ timer是否大于若是進(jìn)入步驟S109，否則維持步驟S108的狀態(tài)； 步驟S109，將定時器變量直清零，工作狀態(tài)變量賦值為SI狀態(tài)，電力電子開關(guān)SW保持導(dǎo)通狀態(tài)，S3狀態(tài)持續(xù)的時間賦值為開關(guān)周期設(shè)定值完成后進(jìn)入步驟S102循環(huán)運行;其中，工作狀態(tài)變量siaie包括SO，SI，S2，S3，S4共5個狀態(tài)取值;SO代表電路初始停止?fàn)顟B(tài)，此時電力電子開關(guān)SW為關(guān)斷狀態(tài);SI表示電路電流上升，且i> inf，此時電力電子開關(guān)SW為導(dǎo)通狀態(tài);S2表不電路電流下降，且》_Z_ref，此時電力電子開關(guān)SW為關(guān)斷狀態(tài)；S3表示電路電流下降，且i〈 iref,此時電力電子開關(guān)SW為關(guān)斷狀態(tài);S4表示電路電流上升，且K iref,此時電力電子開關(guān)SW為導(dǎo)通狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電流跟蹤控制方法，其特征在于:所述步驟S103中設(shè)定值 計算方法為，當(dāng)S4狀態(tài)持續(xù)的時間?ρ.?大于開關(guān)周期設(shè)定值時，t_comp_ref賦值為缺省周期設(shè)定值Tdftx否則，值按以下公式計算: t_comp_ref= tP2.Tset/(2(tp^ U2))。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電流跟蹤控制方法，其特征在于:所述步驟S107中設(shè)定值 計算方法為，當(dāng)S2狀態(tài)持續(xù)的時間Li大于開關(guān)周期設(shè)定值時，t_comp_ref賦值為缺省周期設(shè)定值Tdftx否則，?_??ο?ρ_ι.6/值按以下公式計算: t_comp_ref= tP2.Tset/{2{tpi+ tni})。4.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1?3任一項所述電流跟蹤控制方法的裝置，其特征在于:包括電流傳感器、電流檢測比較裝置Ul和內(nèi)嵌有邏輯運算程序的電流控制器U2，電流控制器U2根據(jù)內(nèi)嵌邏輯運算程序的邏輯運算結(jié)果控制電力電子開關(guān)SW的導(dǎo)通和關(guān)斷；電流控制器U2根據(jù)電流檢測比較裝置Ul的電流比較輸出信號和內(nèi)嵌邏輯運算程序綜合計算電力電子開關(guān)SW的導(dǎo)通和關(guān)斷的時間，從而實現(xiàn)對電流的跟蹤控制。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于:所述電流傳感器為分流器或霍爾電流傳感器。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于:所述電流檢測比較裝置Ul為集成芯片TLV3502或LM358。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于:所述電流控制器U2為EP2C5T144或XC3S500Eo8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于:所述電力電子開關(guān)SW為場效應(yīng)管、絕緣柵雙極型晶體管或繼電器中的任一種。
【文檔編號】G05B19/04GK105929720SQ201610426999
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】邊敦新, 姜殿波, 夏強(qiáng), 張明魁, 譚培紅, 劉萌, 史成東
【申請人】山東理工大學(xué)