[发明专利]一种三相功率整流器的自适应控制方法及控制装置

说明书

一种三相功率整流器的自适应控制方法及控制装置，拥有抗干扰性能、能获得达到期望的直流电压或低谐波失真的电流信号，且结构简单且易于实现，属于电力电子控制技术领域。本发明将未知负载看作是一个未知扰动，利用自适应控制器处理三相功率整流器的未知扰动，使得三相功率整流器直流侧电压跟踪参考值，获得电网电流参考值；利用H_∞控制器跟踪电网电流参考值，获得三相功率整流器的控制输入；仿真结果证明了本发明的有效性。

技术领域

本发明涉及一种三相功率整流器的控制方法及控制装置，特别涉及一种具有抗干扰性能的三相功率整流器的自适应控制方法及控制装置，属于电力电子控制技术领域。

背景技术

利用可再生能源发电缓解了当今世界所面临的大量紧迫问题，如环境污染、资源枯竭等，而三相电力变流器在可再生能源的处理中起着关键作用，近年来得到广泛的关注。一般来说，并网变流器应该能够调节直流侧电压到参考值并使得电网电流谐波失真最小。因此需要一种良好的控制策略来实现以上性能。

众所周知，一种既能获得期望的直流电压或低谐波失真的电流信号，又能使得控制器结构简单且易于实现的有效控制策略难以得到。最近几年，通过结合一些控制方法，如PI控制、滑模控制、模型预测控制和模糊控制等，三相功率变流器的控制问题已经取得很大进展。由于线性PI控制器简单且参数易于整定，该方法已通用于工业应用中，但PI控制器不能很好地应对参数出现不确定性的情况。滑模控制方法具有鲁棒性，但其抖振问题一直以来难以解决，用在三相变流器上会消耗功率且缩短开关元件的寿命，另一方面，滑模控制的参数整定在工业实现中较为复杂。与以上两种方法相比，有限控制集模型预测控制策略不需要脉宽调制模块，且易于配置与工业实现，但其缺点也不容小觑，变化的切换频率可能导致输出滤波器的设计更为复杂，为解决优化问题，控制器计算负担加重，成本增加。

自适应控制的研究对象是具有一定程度不确定性的系统，即被控对象或环境的数学模型不是完全确定的。H_∞是对传递函数增益大小的一个度量指标，即系统输入输出的放大倍数。对于线性系统，直接运用闭环系统稳定性分析的LMI进行公式推导，直至导出矩阵元素中含有某一参数的LMI，运用MATLAB求解即可。

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种拥有抗干扰性能、能获得达到期望的直流电压或低谐波失真的电流信号，且结构简单且易于实现的三相功率整流器的自适应控制方法及控制装置。

本发明的一种三相功率整流器的自适应控制方法，所述方法包括：

将未知负载看作是一个未知扰动，利用自适应控制器处理三相功率整流器的未知扰动，使得三相功率整流器直流侧电压跟踪参考值，获得电网电流参考值；

利用H_∞控制器跟踪电网电流参考值，获得三相功率整流器的控制输入；H_∞表示三相功率整流器输入输出的放大倍数。

作为优选，采用公式一实现所述自适应控制器：

其中，p^*为有功参考值，k为控制误差比例增益，e₁(t)为调节误差，为干扰的估计项，η为自适应调整参数，为跟踪参考信号，v_dc(t)为三相功率整流器直流侧电压，C表示三相功率整流器直流侧电容值。

作为优选，采用公式二实现所述H_∞控制器：