[发明专利]基于模糊PI控制的三相电流跟踪型逆变器的控制方法

说明书

本发明涉及一种基于模糊PI控制的三相电流跟踪型逆变器的控制方法，该方法采用电流传感器获取三相逆变器负载侧电流，并与给定跟踪电流做差，然后对差值与差值变化率进行模糊化处理，经过模糊整定、模糊推理及解模糊，实现对PI控制器参数的实时调节；将模糊PI控制器的输出与三角波比较产生所需的PWM波形，从而控制三相逆变器。该方法利用了模糊控制和PI控制,能够实时的调整比例和积分系数，弥补了传统PI控制器参数固定的问题，有利于提高三相电流跟踪型逆变器的鲁棒性、适应性和抗干扰能力。

技术领域

本发明属于逆变器控制技术领域，具体涉及一种基于模糊控制及PI控制的三相电流跟踪型逆变器的控制方法。

背景技术

传统的PI控制器在使用时仅需要设定比例、积分系数，使用方便且控制效果好，因此PI控制器在各类控制系统中有着广泛的应用。但是由于PI控制器的比例和积分参数选定比较困难，依靠专家等的试凑会存在速度慢、参数不能改变、且不够准确等问题。因此寻找更好的方法来完成PI参数选定就变得刻不容缓。目前，解决PI参数选定的方法包括理论计算法、临界比例法、反应曲线法和衰减法等。其中理论计算法的参数往往不能直接使用，还需要专家在工程实际中进行整定和修改。而临界比例法、反应曲线法和衰减法都是通过实验，再按照专家的经验获得PI参数。三者的区别在于反应曲线法是通过系统的开环实验，而临界比例法和衰减法都是通过系统的闭环实验。考虑到由于受到实验条件等的限制，三种方法中的反应曲线法适用性更广，但是由于是开环的系统，对外界干扰的抑制能力差，故当外界对系统产生干扰时，此时反应曲线法便不再成为首选。临界比例法和衰减法虽然无需掌握被控过程的数学模型，但是临界比例法不能反复实验，而衰减法在当衰减比较大时会出现数据不准确的问题，故也不可用在变化过程迅速的场合。因此，研究如何提高PI控制器的性能成为了研究重点。而这种基于模糊控制的PI控制器通过对比例系数和积分系数的实时整定，有效的弥补了纯PI控制时参数固定且不够准确的不足，可以使对三相电流跟踪型逆变器的控制达到满意的效果。

三相电流跟踪型逆变器由于控制部分结构比较简单，且控制比较灵活，得到了广泛的应用。但是电流跟踪型逆变器的PI控制器的参数在之前已经设定，而三相电流跟踪型逆变器具有时变和非线性的特点，因此传统的PI控制器不能很好的控制输出电流，使输出电流具有更大的总谐波畸变率，输出电流存在更多的谐波。

而基于模糊数学的基本思想和理论的模糊控制方法，能够尽可能详细的描述系统的动态信息，从而达到精确控制的目的。模糊控制以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础，控制器包含了四个主要的部分：对变量的模糊化、建立模糊规则库、模糊推理和解模糊。模糊控制实际上是一种非线性控制，它可以适用于非线性、时变模型的控制，且不依赖被控对象精准的数学模型，而且具有较好的鲁棒性、适应性和容错性。因此，在PI控制的基础上增加模糊控制构成模糊PI控制能更好的控制具有时变和非线性特点的三相电流跟踪型逆变器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于模糊PI控制的三相电流跟踪型逆变器的控制方法，该方法有利于提高三相电流跟踪型逆变器的鲁棒性、适应性和抗干扰能力。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于模糊PI控制的三相电流跟踪型逆变器的控制方法，提供了一三相电流跟踪型逆变器，所述三相电流跟踪型逆变器主要由直流电源、三个开关管桥臂和三相阻感负载组成，三个桥臂上下各有一个IGBT开关管，桥臂两侧接直流电源，三个桥臂的上下两个开关管之间接三相阻感负载，定义桥臂的负输入端为N，三相阻感负载的连接点为n，并在三相阻感负载侧接入电流传感器，将PWM输出分别接入对应IGBT开关管的门极，提供控制开关管所需的控制信号；

按如下步骤对所述三相电流跟踪型逆变器进行控制：

步骤S1：利用电流传感器分别测得三相负载侧的电流信号，并将三相电流信号分别与三相跟踪电流比较，获得差值ΔI，如公式(1)所示：

ΔI＝I^*-I (1)