[发明专利]一种高压直流电源的宽范围调压和稳压控制系统

摘要

本发明属于高压直流电源相关设备领域，并公开了一种高压直流电源的宽范围调压和稳压控制系统，其包括被控对象，采样模块，控制模块和信号变换模块，其中对被控对象和控制模块的具体组成结构及工作算法等多个方面做出优化设计。通过本发明，可通过数字控制实现输出电压从几百伏到数千伏范围的连续调压，同时整体电压控制不依赖系统的精确模型，输出电压精度高，且系统的动态响应性、稳定性和鲁棒性高；相应有效解决了现有的宽范围调压需通过复杂电路拓扑才能实现的困境，弥补了现有高压直流电源稳压控制方案的低精度和低鲁棒性的不足。

主权项

1.一种高压直流电源的宽范围调压和稳压控制系统，该系统包括被控对象(1)、采样模块(2)、控制模块(3)和信号变换模块(4)，其特征在于：所述被控对象(1)包括依次电路相连的全桥逆变谐振变换器(11)、全桥母线电压控制器(12)、变压器(13)和倍压整流器(14)，其用于输入电压Uin，最后输出高压直流电Uo；所述采样模块(2)包括高压信号到低压信号的变换隔离电路，并用于对所述倍压整流器(14)获取高压输出信号，然后输出为低幅值的采样信号；所述控制模块(3)包括AD转换器(31)、模糊控制器(323)、模糊推理器(324)、PID控制器(325)、预测补偿器(33)、EPWM产生器(34)，其中该AD转换器(31)与所述采样模块的输出端相连，并将采样信号转换成对应的数字量后，与预设的系统输出目标电压AD转换值Uset进行差值运算，由此得到误差值e以及该误差值随着时间变化的误差变化率de/dt；该模糊控制器(323)与所述AD转换器(31)信号相连，将数域内的误差值e和误差变化率de/dt分别转换成模糊域内的E和EC，通过模糊域内的模糊规则完成模糊推理，得出模糊域内的PID三个控制参数Kf、Tif和Tdf，最后通过模糊判决将模糊域内的三个控制参数转换到数域的K、Ti、Td，即获得对应的PID控制参数，然后发送给所述PID控制器(325)；该PID控制器(325)用于将代表PWM占宽比的数值输入到所述预测补偿器(33)进行数字延时补偿，并计算得出新的PWM占宽比，然后经由所述EPWM产生器产生对应的低电平PWM信号；所述信号变换模块(4)用于将所述低电平PWM信号经过电压变换后产生高电平的PWM信号，然后输入到所述全桥逆变谐振变换器(11)和所述全桥母线电压控制器(12)的控制端，由此实现对整个系统的闭环控制。