[发明专利]基于占空比单相PWM整流器的观测器精度提高方法

说明书

本发明公开了一种基于占空比单相PWM整流器的观测器精度提高方法，包括：基于占空比单相PWM整流器的状态观测器对整流器系统的输入和输出进行采样；对状态观测器的输入信号进行校正，使得校正后的输入值最接近于下半个采样周期的输入变量的平均值；将整流器系统的输出信号和校正后的输入信号输入状态观测器中。本发明方法在不同的调制方式下，仅通过简单输入信号补偿，计算简单，不改变原系统观测器的结构，实现状态观测器的高计算精度运行。

技术领域

本发明属于变流器控制领域，特别是一种基于占空比单相PWM整流器的观测器精度提高方法。

背景技术

功率半导体开关器件技术的进步，促进了电力电子变流装置技术的迅速发展。随着研究得深入，PWM整流技术的相关应用研究也得到发展，如有源电流滤波、超导储能、电气传动、高压直流输电、统一潮流控制器。PWM变流器因为可以任意功率因数运行，能量可以双向流动，控制简单，总谐波失真小，因而真正实现了“绿色电能变换”，因此，对PWM整流器进行控制研究具有非常重要的现实意义，符合建设资源节约型社会发展的需要。

在PWM换流器的应用领域中，系统的性能通常很大程度上取决于PWM换流器的工作状态。变流器通常采用电流内环电压外环的方式控制电压电流，控制回路需要获取两侧电压电流传感器信息。因此，传感器故障导致的错误或严重的误差测量会影响PWM换流器的性能，从而导致系统不正常运行。为了避免该情况产生，应进行传感器故障检测，隔离策略和控制的重新配置，所以，观测器的使用是必不可少的。

目前，针对变流器的观测器模型主要由开关模型和占空比模型，对于开关模型，存在开关状态为1、0、-1三种开关状态，但是在开关状态为0的时候，此时的PWM换流器的状态是不可观测的，所以针对开关模型的观测器仅能运行在双极性调制的情况，也就是开关状态仅包含-1和1的情况。但是单极性或单极倍频调制相对双极性调制谐波特性更好，开关损耗也低，因此有学者提出了基于占空比模型的状态观测器，使得所有的调制方式都能完美运行，但占空比模型是一种低频模型，使得基于占空比模型的观测器存在计算结果误差。当采用占空比模型时，如何在发挥该模型的良好兼容性的同时，降低观测器的观测误差，对于传感器故障的正确判断具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于占空比单相PWM整流器的观测器精度提高方法，提高状态观测器的计算精度，同时发挥占空比模型的优良兼容性优势，实现低频采样而获得高精度计算结果。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于占空比单相PWM整流器的观测器精度提高方法，包括以下步骤：

步骤1：基于占空比单相PWM整流器的状态观测器对整流器系统的输入和输出进行采样；

步骤2：对状态观测器的输入信号u_(k)进行校正，使得校正后的输入值最接近于下半个采样周期的输入变量的平均值；

对于单极倍频对称采样、单极倍频非对称采样、单极性对称采样，校正公式为：

对于单极性非对称采样，校正公式为：

其中u_(x)、m_ref(x)、w_tri(x)分别代表x时刻的网侧电压输入值、观测器的输入校正值、调制波参考值和三角载波数值，x＝k或x＝k-1；T代表单位采样间隔周期；

步骤3：将整流器系统的输出信号和校正后的输入信号输入状态观测器中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在不同的调制方式下，仅通过简单输入信号补偿，计算简单，不改变原系统观测器的结构，实现状态观测器的高计算精度运行。

附图说明