專利名稱：一種基于自抗擾控制技術(shù)的逆變器控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種逆變器領(lǐng)域，尤其是一種基于自抗擾控制技術(shù)的逆變器控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
PWM方法控制逆變器，具有調(diào)頻調(diào)壓方便、低次諧波小、主電路結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、 造價低、控制和分析方便等優(yōu)點。PWM型逆變器是由功率級電路和控制電路組成的閉環(huán)系統(tǒng)。電路拓撲和所采用的控制策略決定了系統(tǒng)的性能，因此研究控制策略至關(guān)重要。傳統(tǒng)線性反饋控制等常規(guī)控制方法對逆變器無法取得滿意的效果。比如采用PID控制，有較快的動態(tài)響應(yīng)和較強的魯棒性，但是數(shù)字化之后，由于電路的非線性，其穩(wěn)態(tài)輸出特性差；采用無差拍控制策略，有較好的穩(wěn)態(tài)輸出特性及較快的動態(tài)響應(yīng)，但是系統(tǒng)參數(shù)出現(xiàn)較大的波動，而且系統(tǒng)建模一般不準確，特別是在時變負載時，系統(tǒng)將出現(xiàn)很強的振動?？v觀電力電子非線性系統(tǒng)，現(xiàn)有控制很難得到滿意的效果。自抗擾控制技術(shù)是中科院研究員韓京清先生于近年來首次提出的一種非線性魯棒控制技術(shù)，針對復雜工業(yè)對象PID控制器不易滿足高性能要求的缺點，為了改善PID控制器在強干擾及非線性系統(tǒng)中的控制效果，韓先生在改進非線性PID控制器的基礎(chǔ)上提出了自抗擾控制的理念。自抗擾控制器包括跟蹤微分器、擴張狀態(tài)觀測器和擾動補償、狀態(tài)誤差的非線性反饋規(guī)律等?；跀U張狀態(tài)觀測器的自抗擾控制，是一種非線性魯棒控制技術(shù)，它用配置非線性結(jié)構(gòu)替代極點配置進行控制系統(tǒng)的設(shè)計，依靠期望軌跡與實際軌跡的誤差大小和方向?qū)嵤┓蔷€性反饋控制，是一種基于過程誤差來減小誤差的方法。自抗擾控制器不依賴于被控對象精確的數(shù)學模型，算法簡單，在未知強非線性和不確定強干擾作用下仍能保證控制精度，顯示出良好的工程應(yīng)用前景。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于自抗擾控制技術(shù)的逆變器控制系統(tǒng)及其控制方法，它可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，是一種結(jié)構(gòu)簡單的系統(tǒng)，其控制方法簡單易行，既能對系統(tǒng)模型中的不確定因素和外部干擾進行動態(tài)觀測，又不影響控制器的控制品質(zhì)，具有良好魯棒性和較強的適應(yīng)能力。本發(fā)明的技術(shù)方案一種基于自抗擾控制理論的逆變器控制系統(tǒng)，包括由直流電源、有VTl管、VT2管、VT3管、VT4管的逆變器和負載組成的主電路，其特征在于它包括采樣電路、驅(qū)動電路、ADRC控制器、I/O轉(zhuǎn)換模塊及PWM發(fā)生器；其中，所述采樣電路的輸入端采集主電路中負載的電壓信號，其輸出端連接I/O轉(zhuǎn)換模塊的輸入端；所述ADRC控制器的輸入端接收由I/O轉(zhuǎn)換模塊發(fā)出的信號，其輸出端連接PWM發(fā)生器的輸入端；所述驅(qū)動電路的輸入端連接PWM發(fā)生器的輸出端，其輸出端輸出驅(qū)動信號送入逆變器實現(xiàn)對其的控制。I/O轉(zhuǎn)換模塊及PWM發(fā)生器均采用了 DSPACE公司的DSP控制板DSl 102作為主控單元。
—種基于自抗擾控制理論的逆變器的控制方法，其特征在于由以下步驟組成(1)首先，從主電路逆變器的性能出發(fā)，以微分形式表示逆變器的特性，得到控制
里
權(quán)利要求
1.一種基于自抗擾控制理論的逆變器控制系統(tǒng)，包括由直流電源、有VTl管、VT2管、 VT3管、VT4管的逆變器和負載組成的主電路，其特征在于它包括采樣電路、驅(qū)動電路、ADRC 控制器、I/O轉(zhuǎn)換模塊及PWM發(fā)生器；其中，所述采樣電路的輸入端采集主電路中負載的電壓信號，其輸出端連接I/O轉(zhuǎn)換模塊的輸入端；所述ADRC控制器的輸入端接收由I/O轉(zhuǎn)換模塊發(fā)出的信號，其輸出端連接PWM發(fā)生器的輸入端；所述驅(qū)動電路的輸入端連接PWM發(fā)生器的輸出端，其輸出端輸出驅(qū)動信號送入逆變器實現(xiàn)對其的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述一種基于自抗擾控制理論的逆變器控制系統(tǒng)，其特征在于所述I/O轉(zhuǎn)換模塊及PWM發(fā)生器均采用了 DSPACE公司的DSP控制板DSl 102作為主控單元。
3.一種基于自抗擾控制理論的逆變器的控制方法，其特征在于由以下步驟組成(1)首先，從主電路逆變器的性能出發(fā)，以微分形式表示逆變器的特性，得到控制量
全文摘要
一種基于自抗擾控制理論的逆變器控制系統(tǒng)，它是由采樣電路、驅(qū)動電路、ADRC控制器、I/O轉(zhuǎn)換模塊及PWM發(fā)生器組成；其控制方法為建立控制量模型、采集信號到自抗擾控制器、得出控制規(guī)律、控制信號輸出；其優(yōu)越在于1.它對非線性、復雜系統(tǒng)具有較好的控制品質(zhì)，并具有良好的抗干擾能力；2.超調(diào)小、過渡過程短的特點，在很大范圍內(nèi)可以適應(yīng)對象模型和周圍環(huán)境的變化，且不影響控制器的控制品質(zhì)，具有很好的魯棒性。
文檔編號H02M7/5387GK102299656SQ20111026584
公開日2011年12月28日 申請日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者劉思佳, 周雪松, 梁芳, 陳浩, 馬幼捷 申請人:天津理工大學