[发明专利]自适应PI调节方法

权利要求书

1.一种自适应PI调节方法，包括以下步骤：

步骤一，通过对输出电流进行实时采样获得反馈电流I′，将其与设定的目标电流I^*进行比较得到两者之间的实时电流瞬时值误差将实时电流瞬时值误差Err′与设定误差Err^*比较判断是否达到目标电流，当实时电流瞬时误差Err′＞设定误差Err*时，则认为目标电流I^*还未稳定；

步骤二，通过当前中断周期的积分步长KiStep′，计算下一个中断周期的积分步长KiStep^*，包括以下步骤，

步骤21，对输出电流和输出电压进行实时采样，计算得到前N次采样值的电流有效值I_rms和电压有效值U_rms；

步骤22，根据公式Z_L＝U_rms/I_rms，计算得到实时负载Z_L；

步骤23，根据公式U＝I*Z_L和公式U＝D*U_dc，计算达到最终目标电压时的最终PWM输出占空比D^*，其中I为参数设定的目标电流，U为目标电压，U_dc为母线电压，D为输出占空比；

步骤24，采用平面直角坐标系，公共原点O为坐标原点，A点坐标(T′，D′)，B点坐标(T^*，D^*)，当前中断周期的积分步长KiStep′与线段OA的斜率K′对应，下一刻的积分步长与线段AB的斜率K^*对应，利用公式计算出下一个中断周期的积分步长KiStep^*，

其中，T′为当前系统实施爬升时间，D′为当前系统实时输出占空比，T^*为预期稳定时间，D^*为最终目标电压时的最终PWM输出占空比；

步骤三，将本次已经更新的积分步长KiStep^*累加到实际的积分增益K_i，将积分增益K_i输出至PI调节器中进行电流闭环控制；

步骤四，多次循环PI调节，当实时电流瞬时值误差Err′≤设定误差Err^*时，目标电流调节完毕。

2.根据权利要求1所述的自适应PI调节方法，其特征在于：其中积分步长KiStep^*的累加方式为，

累加项K_{i_acc}＝前一次累加项K_{i_acc}+当前积分步长KiStep^*，

积分增益K_i＝初始积分增益K_{i_0}+累加项K_{i_acc}，

其中，累加项K_{i_acc}的初值为0，初始积分增益K_{i_0}为参数人为设定，当前积分步长KiStep^*就是步骤二中计算得到的积分步长。

3.根据权利要求1所述的自适应PI调节方法，其特征在于：所述电流有效值I_rms和电压有效值U_rms通过基于堆栈的方式实时计算。

4.根据权利要求3所述的自适应PI调节方法，其特征在于：通过堆栈计算电流有效值I_rms或者电压有效值U_rms包括以下步骤，

步骤一，对输出电流i或者电压u进行一个完整周期的信号采样，并放入数组堆栈I[N]或者u[N]中；

步骤二，在之后的每次电流信号采样时，从零开始记录当前采样点的相对次数，并按位置放入数组堆栈I[N]或者u[N]中；

步骤三，在每次更新数组堆栈I[N]或者u[N]中的任一元素后，即可通过均方根公式来计算本周期内的电流有效值或者电压有效值。

5.根据权利要求3所述的自适应PI调节方法，其特征在于：计算电流有效值I_rms和电压有效值U_rms时所用采样点数T为波形周期离散点数，k为非零自然数。