[发明专利]一种单相PWM整流器的改进无差拍控制方法

权利要求书

1.一种单相PWM整流器的改进无差拍控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

获取无差拍电流预测控制中电流环的表达式，通过二阶广义积分器跟随电网侧输入电压信号，获取两相静止坐标系下正交的电压信号，以此预测k+1时刻的交流侧电压u_s(k+1)；

在电流环中引入补偿参数，在两相旋转坐标系下，q轴电流的值为参考，调节补偿参数为最优值，提高功率因数接近于1；

在电压环中，通过分析并引入自抗扰控制器，以提高对负载突变的动态性能；

下一时刻得到的输入电流i_s(k+1)为：

其中，D₀为传统算法中的调制量，

K_L为控制方法中的电感值和实际电感值的比值，i_dref为电流环给定值；i_s为电网侧输入电流，T_s为整流器开关管的开关频率；

h小于1时，下一时刻得到的输入电流i_s(k+1)相对传统算法叠加了一个幅值可变，相位超前90°的正弦量，通过调整h的值控制i_s(k+1)相位前移，h大于1时同理；改变h的大小使得D相位前后变化，进而改变输入电流相位，即通过改变输入电压系数补偿输入电流与输入电压的相位差；h为补偿参数；U_s为电网输入电压的幅值；ω为电网电压的角频率；U_dc为直流侧输出电压；L为输入电感；D为单相PWM整流器的控制量；

调整h时，在输入侧功率因数小于0.95时，使用较大的步长h₁，使系统快速满足电网侧功率因数要求；当输入侧功率因数在0.95以上时，使用较小步长h₂，减小参数补偿的稳态误差。

2.根据权利要求1所述的一种单相PWM整流器的改进无差拍控制方法，其特征在于，

自抗扰控制器在参考电压U_ref为恒定值时，输出表达式如下：

其中，K_1/b、K_b为可调参数；K_N为非线性误差反馈环节中的比例系数，K_bt01、K_bt02为扩张状态观测器环节中的可调参数，s为拉普拉斯算子；A₁项在输出参考电压U_ref不变时，稳态下为恒定值；A₂项输入为直流侧电压误差，U_dc为直流侧输出电压；i_dref为电流环给定值。

3.根据权利要求1所述的一种单相PWM整流器的改进无差拍控制方法，其特征在于，所述预测k+1时刻的交流侧电压具体为：

通过二阶广义积分型锁相环中得到的电压信号u_sα、u_sβ由下式推得：

u_s(k+1)＝u_sαcosωT_s-u_sβsinωT_s。

4.根据权利要求1所述的一种单相PWM整流器的改进无差拍控制方法，其特征在于，所述无差拍电流预测控制中电流环的表达式具体为：

其中，h为补偿参数，其初值为1。

5.根据权利要求1所述的一种单相PWM整流器的改进无差拍控制方法，其特征在于，所述功率因数为：

其中，P为有功功率、Q为无功功率、S为交流侧输入的视在功率、i_sd和i_sq分别为电网侧输入电流在同步旋转坐标系下的d、q轴分量。