单相PWM整流器的输入电流自适应预测控制器

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摘要实际数字系统中通常采用滞后一拍的控制技术来解决采样及计算延时所带来的变换器最大占空比受限问题, 但是又会使得控制系统稳定范围减小。本文以比例控制器为例, 分析和计算了滞后一拍对单相PWM整流器输入电流内环稳定范围的影响, 提出了一种应用变步长自适应滤波算法对输入电流进行预测控制的方法, 由于算法中的加权系数随每个采样周期预测误差进行自适应调整, 所以算法具有较好的稳态预测精度。仿真和实验证明, 由于输入电流预测算法的引入, 在相同的主电路及控制系统参数下, 电流内环的稳定范围增大, 同时系统具有较好的稳态精度及抗负载扰动的动态性能。

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	吴振兴
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关键词 ：滞后一拍, PWM整流器, 自适应算法, 预测控制

Abstract：To solve the problem that the maximum duty is limited by the delay caused by sampling and calculation, one-step-delay control is usually adopted in the digital control system, but it will reduce the range of stability. Take the proportional controller as an example, this paper analyzes this problem, and proposes a supply current predictive controller which adopts the variable step-size adaptive algorithm. Because the weighted coefficient is regulated by the error calculated in each sampling period, this algorithm shows well predictive accuracy. If the other conditions and parameters of main circle and control system don't change, the stability range will increase. At the same time good accuracy at steady-state and fast dynamic performance will be presented. Simulation and experimental results testify feasibility of the proposed method.

Key words： One-step-delay PWM rectifier adaptive algorithm predictive control

收稿日期: 2009-03-21 出版日期: 2014-12-12

PACS:

TM461

基金资助:国家自然科学基金资助项目(50777026)

作者简介: 吴振兴男, 1982年生, 博士研究生, 研究方向为电力电子变换技术, 电力电子与电力传动技术在电力系统中应用。邹云屏男, 1945年生, 教授, 博士生导师, 从事新型电力电子电路、装置与变换控制技术及应用基础研究。

引用本文:

吴振兴, 邹云屏, 张哲宇, 张允. 单相PWM整流器的输入电流自适应预测控制器[J]. 电工技术学报, 2010, 25(2): 73-79. Wu Zhenxing, Zou Yunping, Zhang Zheyu, Zhang Yun. Adaptive Predictive Controller of Supply Current Applied in Single-Phase PWM Rectifier. Transactions of China Electrotechnical Society, 2010, 25(2): 73-79.

链接本文:

http://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2010/V25/I2/73

[1] 陈坚. 电力电子学—电力电子变换和控制技术[M]. 北京: 高等教育出版社, 2002.
[2] 王兆安, 杨君, 刘进军. 谐波抑制和无功功率补偿[M]. 北京: 机械工业出版社, 1998.
[3] 胡寿松. 自动控制原理[M]. 北京: 国防工业出版社, 1994.
[4] Stihi O, Ooi B T. A single-phase controlled current PWM rectifier[J]. IEEE Trans. on Power Electronics, 1988, 3(4): 453-459.
[5] Nishida Y, Miyashita O, Haneyoshi T. A predictive instantaneous-current PWM controlled rectifier with AC-side harmonic current reduction[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 1997, 44(3): 337-343.
[6] Kwong R H, Johnston E W. A variable step size LMS algorithm[J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 1992, 40(7): 1633-1642.
[7] 孔雪娟. 数字控制PWM逆变电源关键技术研究[D]. 武汉：华中科技大学, 2005.
[8] Heng Deng, Oruganti R, Srinivasan D. PWM methods to handle time delay in digital control of a UPS inverter[J]. IEEE Power Electronics Letters, 2005, 3(1): 1-6.
[9] Buso S, Fasolo S, Mattavelli P. Uninterruptible power supply multiloop control employing digital predetive voltage and current regulators[J]. IEEE Transactions on Industry Applications, 2001, 37(6): 1846-1854.
[10] 韩力, 韩学山, 陈芳. 基于综合预测和自适应滤波器的电力系统动态状态估计[J]. 电工技术学报, 2008, 23(8): 108-113.
[11] 薛花, 姜建国. 并联型有源滤波器的自适应无源性控制方法研究[J]. 中国电机工程学报, 2007, 27(25): 114-118.
[12] 李辉, 吴正国, 邹云屏, 等. 变步长自适应算法在有源滤波器谐波检测中的应用[J]. 中国电机工程学报, 2006, 26(9): 99-103.
[13] 罗世国, 侯振程. 一种谐波及无功电流的自适应检测方法[J]. 电工技术学报, 1993, 8(3): 42-46.
[14] 吴振兴, 邹云屏, 张允, 等. 单相PWM整流器输入电流波形改善技术[J]. 高电压技术, 2008, 34(3): 603-608.
[15] Sakda Somkun, Panarit Sethakul, Viboon Chunkag. Novel control technique of single-phase PWM rectifier by compensating output ripple voltage[C]. IEEE International Conference on Industrial Tech- nology, 2005: 969-974.