專利名稱：一種基于混雜系統(tǒng)理論的apf新型切換控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)和混雜系統(tǒng)控制領(lǐng)域，尤其是一種基于混雜系統(tǒng)理論的 APF新型切換控制方法。
背景技術(shù)：
從系統(tǒng)的工作特點(diǎn)來(lái)看，電力電子電路是一個(gè)典型的混雜切換系統(tǒng)，加上外界系統(tǒng)的變化，而具有更多工作模式。對(duì)于混雜系統(tǒng)的控制問(wèn)題，目前還沒(méi)有統(tǒng)一和固定的設(shè)計(jì)模式或標(biāo)準(zhǔn)，而是根據(jù)各自領(lǐng)域的不同背景、性能要求和最終目標(biāo)選擇合適的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。APF混雜控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在于設(shè)計(jì)合適的混雜控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)不同運(yùn)行狀態(tài)模式下的切換及控制要求，其關(guān)鍵是構(gòu)造一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)其控制目標(biāo)的混雜控制器，為此設(shè)計(jì)了不同模式切換控制的APF混雜控制器結(jié)構(gòu)。該控制結(jié)構(gòu)在APF混雜控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用過(guò)程中，不再局限于單一控制算法的選擇，而是將不同的控制算法融合在一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)其復(fù)雜系統(tǒng)的建模與控制，可以滿足APF系統(tǒng)局部工況的控制要求與整體性能的優(yōu)化兩者之間的平衡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種基于混雜系統(tǒng)理論的APF新型切換控制方法，它可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，是一種簡(jiǎn)單實(shí)用、可以控制混雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的、穩(wěn)定性高、實(shí)時(shí)性好的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案一種基于混雜系統(tǒng)理論的APF新型切換控制方法，其特征在于它包括以下步驟(1)已知三相APF是一個(gè)離散和連續(xù)相互交替、相互作用的混雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)；其核心是一個(gè)變流器，VpV2JyV4J5和V6是組成變流器的功率開關(guān)器件，變流器的直流側(cè)有穩(wěn)壓電容Cd，交流側(cè)通過(guò)濾波電感與系統(tǒng)連接，其中，所說(shuō)的功率開關(guān)器件可以是IGBT、IGCT等開關(guān)器件；(2)將步驟(1)中所述的混雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分解成連續(xù)變量動(dòng)態(tài)子系統(tǒng)和離散事件動(dòng)態(tài)子系統(tǒng)；連續(xù)變量子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征隨時(shí)間發(fā)展不斷演化，離散事件子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演化受事件的驅(qū)動(dòng)，二者相互作用，交替進(jìn)行，在整體上呈現(xiàn)離散位置的遷移，局部上呈現(xiàn)連續(xù)狀態(tài)的漸進(jìn)演化，形成統(tǒng)一的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)；(3)針對(duì)系統(tǒng)是處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行還是暫態(tài)運(yùn)行的運(yùn)行工況，分別進(jìn)行穩(wěn)態(tài)控制和暫態(tài)控制；(4)由穩(wěn)定監(jiān)督控制方法確保APF混雜控制系統(tǒng)的局有界穩(wěn)定；(5)通過(guò)切換監(jiān)督控制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)行狀態(tài)下控制器間的安全切換。所述步驟中穩(wěn)定監(jiān)督控制方法是監(jiān)督和判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定趨勢(shì)和不穩(wěn)定趨勢(shì)的方法，通過(guò)及時(shí)做出調(diào)整，使系統(tǒng)保持或恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)；穩(wěn)定趨勢(shì)和不穩(wěn)定趨勢(shì)的判斷準(zhǔn)則APF混雜控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是基于輸入/輸出的有界穩(wěn)定，即將之作為一個(gè)整體來(lái)研究其外特性，其輸入有界，則其輸出也有界；控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定趨勢(shì)是由不穩(wěn)定特征量共同判決的，為
權(quán)利要求
1.一種基于混雜系統(tǒng)理論的APF新型切換控制方法，其特征在于它包括以下步驟(1)已知三相APF是一個(gè)離散和連續(xù)相互交替、相互作用的混雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)；其核心是一個(gè)變流器，VpV2JyV4J5和V6是組成變流器的功率開關(guān)器件，變流器的直流側(cè)有穩(wěn)壓電容 Cd，交流側(cè)通過(guò)濾波電感與系統(tǒng)連接，其中，所說(shuō)的功率開關(guān)器件可以是IGBT、IGCT等開關(guān)器件；(2)將步驟(1)中所述的混雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分解成連續(xù)變量動(dòng)態(tài)子系統(tǒng)和離散事件動(dòng)態(tài)子系統(tǒng)；連續(xù)變量子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征隨時(shí)間發(fā)展不斷演化，離散事件子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演化受事件的驅(qū)動(dòng)，二者相互作用，交替進(jìn)行，在整體上呈現(xiàn)離散位置的遷移，局部上呈現(xiàn)連續(xù)狀態(tài)的漸進(jìn)演化，形成統(tǒng)一的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)；(3)針對(duì)系統(tǒng)是處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行還是暫態(tài)運(yùn)行的運(yùn)行工況，分別進(jìn)行穩(wěn)態(tài)控制和暫態(tài)控制；(4)由穩(wěn)定監(jiān)督控制方法確保APF混雜控制系統(tǒng)的局有界穩(wěn)定；(5)通過(guò)切換監(jiān)督控制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)行狀態(tài)下控制器間的安全切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述一種基于混雜系統(tǒng)理論的APF新型切換控制方法，其特征在于所述步驟中穩(wěn)定監(jiān)督控制方法是監(jiān)督和判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定趨勢(shì)和不穩(wěn)定趨勢(shì)的方法， 通過(guò)及時(shí)做出調(diào)整，使系統(tǒng)保持或恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)；穩(wěn)定趨勢(shì)和不穩(wěn)定趨勢(shì)的判斷準(zhǔn)則APF 混雜控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是基于輸入/輸出的有界穩(wěn)定，即將之作為一個(gè)整體來(lái)研究其外特性，其輸入有界，則其輸出也有界；控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定趨勢(shì)是由不穩(wěn)定特征量共同判決的， 為
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述一種基于混雜系統(tǒng)理論的APF新型切換控制方法，其特征在于所述的特征(5)中切換監(jiān)督控制方法包括以下步驟①穩(wěn)定監(jiān)督控制器輸出“正常控制”，則切換監(jiān)督控制器進(jìn)入切換監(jiān)督狀態(tài)；否則切換監(jiān)督控制器失效。②進(jìn)入切換狀態(tài)后，對(duì)APF不同運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷IF彡e J, THEN 切換監(jiān)督控制器輸出“1”，穩(wěn)態(tài)控制器工作；IF:e > I em I，THEN:切換監(jiān)督控制器輸出“0”，暫態(tài)控制器工作。
全文摘要
一種基于混雜系統(tǒng)理論的APF新型切換控制方法，它包括(1)系統(tǒng)分解、運(yùn)行工況分析、判斷穩(wěn)定、安全切換；其優(yōu)越性和技術(shù)效果在于1、將三相APF看作混雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)十分精確，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)具有良好控制品質(zhì)；2、采用不同模式切換控制可以達(dá)到APF系統(tǒng)局部工況的控制要求與整體性能的優(yōu)化兩者之間的平衡；3、通過(guò)切換監(jiān)督控制和穩(wěn)定監(jiān)督控制，保證了各控制器間的切換及APF混雜控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H02J3/00GK102299515SQ20111026598
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)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, 吳鳳英, 周雪松, 田程文, 趙健, 馬幼捷 申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)