[发明专利]一种无刷直流发电系统前馈控制方法及控制系统

说明书

本发明提供的一种无刷直流发电系统前馈控制方法及控制系统，通过负载电流前馈环节对负载变化进行快速响应，当大负载突加或突卸时，负载电流瞬间产生较大的变化，负载电流前馈环节立即参与励磁电流I_f的调节，实现快速的动态响应；慢速负载变化时，输出电压主要由PI调节器控制，负载电流前馈环节根据所检测到负载电流的波动情况改变调节状态，使整个系统更加稳定。当负载电流有小幅波动时，通过修正小负载电流波动量，能够避免小的负载电流波动进入前馈分量对系统造成扰动，提升系统的抗干扰能力。所述的无刷直流发电系统前馈控制方法能够应对原动机宽转速变化工况下的稳压控制需求，前馈分量充分考虑了转速的影响，提升了系统的动态响应能力。

技术领域

本发明涉及一种直流发电系统闭环调压控制方法，特别是指一种无刷直流发电系统前馈控制方法。

背景技术

无刷直流发电系统调压控制方法，是将励磁电流和输出电压等量采样后通过控制算法运算并输出控制信号，实现无刷直流发电系统闭环控制实现稳定输出的一种控制方法。

传统的无刷直流发电系统调压方式有双闭环控制和三环控制：双闭环控制是以输出电压环为外环，以励磁电流环为内环的调压控制方法，通过两级PI调节器进行输出电压的调节，在这种控制方法下当负载出现突加或突卸情况时，根据无刷直流发电机的外特性，负载电流和输出电压会出现较大的波动，由于滤波电容的稳压作用，输出电压的变化缓慢，仅通过输出电压的反馈量进行闭环调节速度缓慢，所以这种控制方法下系统动态响应缓慢并且稳定性差；三环控制中，加入了负载电流作为中间环，构成了三环调压控制系统，该系统能够加快调压控制系统的响应速度，实现快速调节输出电压，但是传统的前馈控制方法，根据负载电流线性计算得到前馈分量，负载电流的微小变化都会引起电压闭环调节，对控制硬件检测电路和传感器要求较高，系统抗扰能力差。

基于以上分析，本发明提出一种新型的前馈控制方法，以克服现有前馈控制方法的不足，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于克服现有前馈控制方法的不足，提供一种具有新型前馈闭环控制方法的无刷直流发电系统控制方法，在飞机、舰船、汽车等独立电源直流发电系统中有重要应用价值。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

无刷直流发电系统包括无刷直流发电机和无刷直流发电系统控制器。其中无刷直流发电机将原动机机械能转化为电能；无刷直流发电系统控制器将无刷直流发电机产生的电能变换为直流电并输出给负载。

无刷直流发电系统控制器由三相不控整流电路、滤波电容、励磁功率电路、电流传感器、电压传感器、励磁电流调理电路、负载电流调理电路、输出电压调理电路、转速检测电路、辅助电源和DSP(数字信号处理器)组成，其中辅助电源分别给励磁功率电路、DSP、励磁电流调理电路、负载电流调理电路、输出电压调理电路供电；其中励磁功率电路输出端设置励磁电流传感器，采样后的励磁电流信号经过励磁电流调理电路输入DSP；无刷直流发电机的输出电压经过整流和滤波后，分别接负载和输出电压传感器，采样后的输出电压信号经过输出电压调理电路输入DSP；滤波电容输出端设置负载电流传感器，负载电流信号采样后经过负载电流调理电路输入DSP；DSP通过控制算法对各量进行计算产生PWM信号来控制励磁电流大小。