[发明专利]一种负载电流预测前馈控制方法

说明书

一种负载电流预测前馈控制方法涉及电力电子技术领域，具体涉及一种负载电流预测前馈控制方法。一种负载电流预测前馈控制方法，包括以下步骤：根据负载情况，确定利用预测负载电流进行变增益前馈补偿时的增益初值a0；确定负载电流预测值iop的前馈增益系数Cj；设计负载电流预测环节Grp；确定施加负载电流前馈的起始时刻以及施加预测电流补偿的初始时刻；设计前馈补偿器Gff；得到阶段性的控制信号uc；得到预测信号iop；判断前馈补偿方法；得到最终的补偿信号uff；将信号输入电流控制器K后的结果用于调制；判断控制性能是否满足要求。本发明可以显著改善补偿的动态相应性能，达到优化补偿效果的目的。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种负载电流预测前馈控制方法。

背景技术

正弦波逆变器被广泛地应用于工业领域和人们的日常生活。针对单相或三相逆变器，如何保证在非线性负载条件下获得高质量的输出电压波形是近年来被广泛研究和关注的一个问题。有大量文献研究基于重复控制技术和比例谐振控制的电压波形校正的控制方法。其它的控制策略，如采用电容电流反馈方法和基于状态观测器和极点配置的控制方法以及负载电流前馈控制也有不少的文献进行了详细的报导。通过对相关文献的研究结果进行分析和总结可以知道，逆变器在非线性整流器负载条件下，或者在其负载快速变化情况下获得高质量输出电压波形的关键主要取决于控制系统在两个方面的设计因素。其一是在频域中获得尽可能低的输出阻抗幅频特性，特别是在谐波频率点的输出阻抗值。根据Thevenin等效电路理论，这样可以使负载侧谐波电流在内阻上的谐波压降减小，从而抑制逆变器输出端电压的畸变；另一方面，提高控制系统对负载电流快速脉动变化的动态响应能力。特别是观察畸变的逆变器输出电压波形，其对应在脉冲电流向上或向下阶跃的时刻，电压输出波形开始出现明显的跌落。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负载电流预测前馈控制方法。

一种负载电流预测前馈控制方法，包括以下步骤：

(1)根据负载情况，确定利用预测负载电流进行变增益前馈补偿时的增益初值a₀；

(2)确定负载电流预测值i_op的前馈增益系数C_j；

(3)设计负载电流预测环节G_rp；

(4)确定施加负载电流前馈的起始时刻以及施加预测电流补偿的初始时刻；

(5)设计前馈补偿器G_ff；

(6)执行电压控制系统程序，得到阶段性的控制信号u_c；

(7)将采样得到的实际输出电流i_o送入重复预测器G_rp中，得到预测信号i_op；

(8)判断采用输出信号i_off＝C_ji_op或者输出信号i_off＝i_o进行前馈补偿；

(9)将输出信号i_off送入补偿器G_ff环节进行运算，得到最终的补偿信号u_ff；

(10)将信号输入电流控制器K，将经K运算后的结果用于调制；

(11)判断控制性能是否满足要求，没有满足要求，重复步骤(1)至步骤(10)。

增益初值a₀为：