一种单相PWM整流器动态性能优化控制策略

发布时间：2024-05-21 06:10

　　以单相脉宽调制(PWM)整流器为研究对象,以提高其控制系统动态性能为目的,针对传统DQ电流解耦控制电压外环采用PI控制存在动态性能和抗扰性能差的问题,提出一种电压外环自抗扰控制的优化控制策略。首先采用基于延时法构建虚拟分量的方法建立单相PWM整流器在dq旋转坐标系下数学模型;然后根据电压外环方程进行电压外环自抗扰控制器设计,得到外环自抗扰控制,内环DQ电流解耦控制的优化控制策略。最后,对提出的控制策略进行仿真和实验验证,并与电压外环采用PI控制的控制策略进行对比研究,结果证明所提控制策略的可行性和有效性。

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【部分图文】：

图1单相PWM整流器主电路拓扑

单相电压型PWM整流器的拓扑结构如图1所示，其中：us、is为网侧输入电压和网侧输入电流；L为网侧滤波电感；Rs为网侧等效电阻；uab为整流器交流侧桥臂输入端电压；C为直流侧稳压电容；RL为等效负载电阻；Udc为直流侧输出电压；idc为经H桥输出直流电流；S1～S4表示H桥的4个....

图2DQ电流解耦控制框图

根据式（10），忽略网侧电阻Rs的大小，将isd和isq作为被控量进行PI控制，因为式uabd和uabq中存在isd和isq的耦合项，故将变量isd和isq进行前馈解耦控制，得到单相PWM整流器电流内环的DQ解耦控制框图如图2所示。2电压外环自抗扰控制器设计

图31阶ADRC控制框图

自抗扰控制器（ADRC）具有算法简单、易于实现、抗扰能力强的特点，其主要由3部分组成，非线性跟踪微分器（TD）、扩张状态观测器（ESO）和非线性误差反馈（NLSEF)[12-13]，如图3所示。其中，跟踪微分器根据系统输入和受控对象安排过渡过程，输出光滑无超调的给定信号；扩张状态....

图4系统控制框图

图4为仿真及实验系统控制框图。其中，电压外环采用LADRC控制器取代传统的PI控制器，电流内环采用DQ电流解耦控制。3.1仿真研究

本文编号：3979715