[发明专利]一种功率波动抑制系统及其设计方法

权利要求书

1.一种功率波动抑制系统的设计方法，采用平台直流电提供高压直流电，经过功率波动抑制Boost变换器和DC/DC变换器，为用电设备提供低压直流电；功率波动抑制Boost变换器包括功率传输电路和波动抑制电路，功率传输电路包括电感、开关管、电流传感器、二极管、储能电容、等效负载和电压传感器，波动抑制电路包括第一减法器、第二减法器、波动抑制控制器、电流控制器、占空比限幅器、限流器、数值比较器、驱动器、三角波发生器；将用电设备等效为可控开关、储能电容和等效电阻，由可控开关、储能电容和等效电阻形成用电设备脉冲负载，电压传感器输出电压信号，与电压指令信号经过第一减法器，得到电压误差信号，经过波动抑制控制器和限流器，得到电流指令信号，输入电流经过电感和电流传感器，得到电感电流，与电流指令信号经过第二减法器，得到电流误差信号，经过电流控制器和占空比限幅器，得到占空比信号，三角波发生器输出三角波，与占空比信号经过数值比较器，得到开关驱动信号，经驱动器产生电压信号，驱动开关管，控制开关管的导通和关闭，以控制储能电容的电压；其特征在于，包括：

计算指令信号与输出电压之差，得到电压误差信号，采用功率波动抑制传递函数处理并限流，得到电流指令信号；计算电流指令信号与电感电流之差，得到电流误差信号，经电流控制函数计算和占空比限幅，得到0至1之间的占空比信号，和三角波相比较，得到开关驱动信号，经驱动器产生电压信号；驱动开关管，控制开关管的导通和关闭，调节储能电容C的电压，设定电感L、等效负载R、储能电容C、储能电容最小值C_min、脉冲负载的额定工作电压u_DC,out、峰值电流I_pk、最长工作脉宽t_wd、周期T、周期最大值T_max、占空比D_L、占空比最大值D_L,max、最大输出电流I_DC,max，DC/DC变换器的工作效率η_DC、参考输出电压u_ref、额定输出功率P_N、输出电压平均值的最小值u_out,avg,min、高压直流容许的电压波动范围△u_out、电流传感器的增益K_is、电流传感器的时间常数τ_is、电流传感器的传递函数G_is(s)、电流闭环的带宽ω_i、电流控制器的传递函数G_ic(s)、电流控制器的比例系数K_p1、电流控制器的积分系数K_i1、Boost变换器的闭环传递函数G_i,close(s)、电压传感器的时间常数τ_us、电压传感器的传递函数G_us(s)、开关驱动信号的占空比D、等效电感L_e、波动抑制控制器的增益K_uc、波动抑制控制器增益的最小值K_1,min、波动抑制控制器的参数ω_uc、脉冲负载的最小重复频率ω_min；由公式计算波动抑制控制器增益的最小值K_1,min，由公式计算储能电容最小值C_min，由公式计算电流传感器的传递函数G_is(s)，使电流闭环的带宽ω_i大于10000rad/s，由公式计算电流控制器的传递函数G_ic(s)，由公式计算Boost变换器的闭环传递函数G_i,close(s)的近似值，由公式计算电压传感器的传递函数G_us(s)，由公式L_e＝L/D'²，D'＝1-D，计算被控对象的开环传递函数，令ω_ucω_min设置极点，得到波动抑制控制器的传递函数

2.根据权利要求1所述的功率波动抑制系统的设计方法，其特征在于，还包括：设置开环传递函数的穿越频率ω_c＝ω_min/8，计算该穿越频率时的功率波动抑制控制器的增益K_1,min，若K_ucK_1,min，则令K_uc＝K_1,min，否则K_uc不变；采用峰峰值与平均功率比作为衡量指标，由公式计算指功率波动周期范围内的功率平均值P_avg，由公式计算脉冲负载条件下的输出功率最大值与最小值之差与功率平均值之比，测量雷达在脉冲负载条件下的输入侧功率波动程度的下降幅度。