[发明专利]一种数字变PI控制器

说明书

本发明提供了一种数字变PI控制器，包括：变PI控制单元和PI控制器；所述变PI控制单元通过检测目标量与反馈量之间的偏差，将系统状态划分为稳态区间和动态区间；所述PI控制器根据当前系统状态，输出预设的PI参数。本发明能够完全兼顾系统的动态性和稳态性，明显提升系统的性能。相比于现有技术，一方面由于稳态区间的设置，无需担心发散问题，所以可以在动态区间设置较大的PI参数来抑制被控对象的超调；另一方面从动态区间切换到稳态区间时调节量连续变化，所以被控对象不会发生扰动，动态调节过程更为平滑。

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其涉及一种数字变PI控制器。

背景技术

PI控制器具有优良的动态特性和稳态特性，广泛应用于电力电子领域的闭环控制。但是在性能要求较高的场合，单纯采用固定的PI控制器难以满足要求，由于数字控制器的灵活性，可以采用变PI控制器。常规的数字变PI控制器采用多级PI参数，这种方案一般能兼顾动态性和稳态性，但是在PI参数切换暂态，调节量会产生突变，从而使被控对象也产生较大的扰动。并且PI参数分级越少，切换瞬间产生的扰动就越大；PI参数分级越多，虽然会减小切换瞬间的扰动，但是分级多一方面控制器的设计相对复杂，另一方面分级多会导致每级之间的判断条件比较接近，可能引起误判断导致系统进一步发散。

发明内容

有鉴于此，针对以上技术问题，本发明提供了一种数字变PI控制器。本发明。

本发明提供的一种数字变PI控制器，具体包括以下：

变PI控制单元和PI控制器；

所述变PI控制单元通过检测目标量与反馈量之间的偏差，将系统状态划分为稳态区间和动态区间；

所述PI控制器根据当前系统状态，输出预设的PI参数。

进一步地，当检测目标量与反馈量之间的偏差超出预设的边界范围时，系统进入动态区间。

进一步地，当检测目标量与反馈量之间的偏差从动态区间反向过0时，系统进入稳态区间。

进一步地，当系统处于稳态区间时，所述PI控制器增益G_v为1。

当系统处于动态区间时，所述PI控制器的增益G_v为：

其中k为变PI增益的斜率；U_border为稳态区间的边界；U_error为检测目标量与反馈量之间的偏差。

本发明提供的有益效果是：能够完全兼顾系统的动态性和稳态性，能够明显提升系统的性能。相比于现有技术，一方面由于稳态区间的设置，无需担心发散问题，所以可以在动态区间设置较大的PI参数来抑制被控对象的超调；另一方面从动态区间切换到稳态区间时调节量连续变化，所以被控对象不会发生扰动，调节过程更为平滑。

附图说明

图1是本发明一种数字变PI控制器的区间切换示意图；

图2是单相PFC稳态时输出电压示意图；

图3为突加满载时输出电压与变PI增益的对应关系图；

图4是本发明一种数字变PI控制器的控制方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。