[发明专利]一种基于PID算法的直流母线电压控制方法

摘要

本发明公开了一种基于PID算法的直流母线电压控制方法，根据PID算法公式：Δu(k)＝A×E(k)+B×E(k‑1)+C×E(k‑2)，给定恒定参数，并采用PID调节算法和实时跟踪母线电压相结合，从而能够智能跟踪频率变化引起的电压波动，通过比较当前电压所得到的反馈量与标准电压所得到的给定量的差值变化来界定电压波动幅值，来使得本发明相对传统变频改造更加节能，不需要再外接制动电阻消耗能量，从而其能够根据实时监测的母线电压来自适应调整输出电压，从而减少了电量的浪费，减少了电费开支，提高了利润率；采用本发明的调节方法能够消除设备的硬启硬停时对传动及运动部件的磨损，从而延长设备的使用寿命，减少大修次数，提高设备使用率。

主权项

一种基于PID算法的直流母线电压控制方法，其特征在于：采用以下步骤：a、设定PID调节的给定量S(k)，S(k)的值设定为三相输入标准母线电压Uref与系统运行时所允许的最大母线电压Umax的百分比，即Uref/Umax；b、设定PID调节的反馈量F(k)，F(k)的值设定为需要检测的实时母线电压Udc与最大母线电压Umax的百分比，即Udc/Umax；c、设定PID调节的输出为Δu(k)，本次误差为值E(k)＝100*[F(k)‑S(k)]，前一次误差值为E(k‑1)＝100*[F(k‑1)‑S(k‑1)]，前两次误差值为E(k‑2)＝100*[F(k‑2)‑S(k‑2)]；d、设定控制系统采用恒定的采样周期T，并设定比例增益Kp＝2.7，积分时间常数Ti＝8.00s，微分时间常数Td＝0.02，采样周期Ts＝0.0002s；e、设定该PID调节的控制算法公式为：$\begin{array}{c}{\mathrm{\Δu}}_k=u_k-u_{k-1}=K_P\[e_k-e_{k-1}+\frac{T}{T_i}{e}_k+T_d\frac{e_k-2e_{k-1}+e_{k-2}}{T}\]\\ =K_P\left(1+\frac{T}{T_i}+\frac{T_d}{T}\right)e_k-K_P\left(1+\frac{2T_d}{T}\right)e_{k-1}+K_P\frac{T_d}{T}{e}_{k-2}\\ ={\mathrm{Ae}}_k-{\mathrm{Be}}_{k-1}+{\mathrm{Ce}}_{k-2}\end{array}$设定其中的系数：A＝Kp×(1+Ts/Ti+Td/Ts)，B＝Kp×(1+2×Td/Ts)，C＝Kp×Td/Ts。