[发明专利]一种基于滑模观测器的动车组整流器控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于滑模观测器的动车组整流器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建滑模观测器模型，用于预估动车组电机的功率；

通过预估动车组电机的功率得到功率预估值，基于所述功率预估值构建外环SMC模型，以得到网侧电流无功分量的参考值的表达式；

基于所述外环SMC模型提供的网侧电流无功分量的参考值建立内环SMC控制模型，所述内环SMC控制模型输出控制量到整流模块。

2.根据权利要求1所述的基于滑模观测器的动车组整流器控制方法，其特征在于，所述步骤还包括：将所述滑模观测器接入动车组的单个牵引传动单元的整流器控制模块中，并基于此构建仿真模型，验证滑模控制策略的控制效果。

3.根据权利要求1所述的基于滑模观测器的动车组整流器控制方法，其特征在于，所述滑模观测器模型表达式为：式中P_dp＝e_di_d+e_qi_q；e_d和e_q是e_n分别在d-q坐标上的解耦分量，e_n为交流侧电动势，i_d和i_q是i_n分别在d-q轴上的解耦分量，i_n为交流侧电流；式中，θ＝Lsgn(z₁-x₁)；L为滑模增益，sgn(s)为符号函数，z₁、z₂为滑模观测器的输出，分别为z₁、z₂的导数，C为直流侧支撑电容，g为反馈增益。

4.根据权利要求1所述的基于滑模观测器的动车组整流器控制方法，其特征在于，所述外环SMC模型的模型表达式为：为i_d的参考值，U_dc为直流侧输出电压，为U_dc的参考值，λ为放大增益比值，R_n为交流侧等效电阻。

5.根据权利要求1所述的基于滑模观测器的动车组整流器控制方法，其特征在于，所述内环SMC控制模型的构建包括开关函数求解。

6.根据权利要求5所述的基于滑模观测器的动车组整流器控制方法，其特征在于，所述开关函数表达式为：式中，e₁，为1/2(U_dc)²的估计误差，e₂为负载功率估计误差，s_d和S_q为开关函数在d-q轴上的解耦分量，ω为角频率，s₁、s₂为两个滑模面，k₁、k₂为滑模控制参数，L_n为交流侧电感。

7.根据权利要求6所述的基于滑模观测器的动车组整流器控制方法，其特征在于，所述整流器模块包括PWM模块。

8.根据权利要求7所述的基于滑模观测器的动车组整流器控制方法，其特征在于，根据所述开关函数的表达式推导出输入到所述PWM模块的两个控制量的表达式为：u_q和u_d为脉冲宽度调制所需的两个控制量。

9.一种基于滑模观测器的动车组整流器控制系统，其特征在于，包括：

第一构建模块：用于构建滑模观测器模型；

第二构建模块：用于构建外环SMC模型；

第三构建模块：用于构建内环SMC控制模型。