[发明专利]一种船用发电机四桥臂逆变系统控制方法

说明书

本发明公开一种船用发电机四桥臂逆变系统控制方法，采用重复控制与传统的 PI‑P 双环控制相结合的控制技术，综合滞环电流控制和重复控制方法，前者提高系统动态稳定性能，后者致力改善系统稳定性能。本发明保证系统在不平衡及非线性负载条件下输出三相平衡对称的正弦电压。通过重复控制器抑制不平衡和非线性负载这些周期性扰动信号对系统的影响，保证系统稳态精度。通过双闭环控制器良好的动态性能，迅速根据扰动信号给出合适的控制指令，在系统突加突卸负载时，仍能保证在一个基波周期内迅速恢复。本发明兼顾系统动态、稳态性能的控制方式，采用高效合理的复合控制策略，可在多种复杂环境下输出平衡稳定的三相电压。

技术领域

本发明涉及电力电子技术逆变器领域，尤其涉及一种船用发电机四桥臂逆变系统控制方法。

背景技术

三相四线制及三相四桥臂逆变器系统，为负载不平衡产生的零序电流分量提供通路，有效改善了三相三线制系统中的中性点位移问题。带中性电感的三相四桥臂逆变器外接三相不平衡负载时，由于中性感抗的存在，零序电流分量在中性感抗上产生一定压降，也会引起一定程度的中性点位移，因而三相输出电压会有轻微的不平衡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船用发电机四桥臂逆变系统控制方法。

本发明采用的技术方案是：

一种船用发电机四桥臂逆变系统控制方法，控制方法采用滞环电流跟踪调制与重复控制相结合的复合控制策略，其具体步骤为：

步骤1，采样获取将三相四桥臂的电网采样电压，其表达式如下：

其中，其中，i_n为第四桥臂上流进滤波电感的相电流，L_f变输出的滤波电感，L_n为中性电感，R为滤波等效电阻，V_an、V_bn、V_cn为三相对称输出逆变电压；

步骤2，将三相四桥臂的电网采样电压作为控制量输入结合重复控制的PI-P双闭环逆变器控制系统中，

步骤3，重复控制器将控制量作为原指令信号基础上的补偿量一同输出给PI-P型双环控制结构，PI-P型双环控制结构输出分别反馈至重复控制器的输入端和PI-P型双环控制结构的输入端；通过重复控制器抑制不平衡和非线性负载周期性扰动信号对系统的影响，保证在非线性和不对称负载条件下的稳态精度；利用PI-P型双环控制结构良好的动态性能迅速根据扰动信号给出合适的控制指令，以在系统突加突卸负载时保证在一个基波周期内迅速恢复；

重复控制器采用嵌入式结构，包括周期延迟环节Z^-N、常数小于1的低通滤波器Q(z)、持续周期性扰动d、相位补偿环节z^k，补偿环节S(z)，则有；

其中，P(z)为控制对象，Z^-N与Q(z)结合形成正反馈延迟环节；Uref表示输入指令的参考电压，e为误差值；

PI-P型双环控制结构的传递函数为：

电感电流内环开环传递函数为：

电感电流内环闭环传递函数：

其中，T_s为电感电流采样时间，K_ip为系统增益，L_f为滤波电感，为表简化令L＝2L_f；

步骤4，设结合重复控制的PI-P双闭环逆变器控制系统的输出参考给定电流i^*，并与系统实际采样电感电流i相比较送入多参数滞环电流控制器中，当差值超出滞环电流控制器环宽时，通过多参数滞环电流控制器驱动开关的导通和关断，确保输出波形精度在滞环环宽之内。