[发明专利]一种基于保性能控制的电动汽车充电桩前级PWM整流器控制方法

摘要

本发明面向电动汽车充电桩的前级整流后直流电压跟踪控制问题，使用电网三相瞬时电压、直流侧电感电流、直流电压、负载电流的测量值，设计直流电压跟踪误差的上、下界函数，引入误差映射函数，将受限的直流电压跟踪误差映射为不受限的中间变量；采用非线性控制器设计方法，发明一种基于保性能控制的电动汽车充电桩前级PWM整流器控制策略，保证前级PWM整流器直流侧的直流电压快速跟踪其设定值，且所有时刻的直流电压跟踪误差不超出上下界函数，稳定直流电压，提高公共连接点电能质量及直流侧电能质量。

主权项

1.一种基于保性能控制的电动汽车充电桩前级PWM整流器控制策略，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1、测量电网瞬时三相电压，得到三相电压测量值；测量直流侧电感电流、直流电压、负载电流；使用3s/2r变换方法，将所述三相电压测量值转换为dq坐标系下的d轴电压分量、q轴电压分量；设定直流电压跟踪误差上界函数、直流电压跟踪误差下界函数。步骤2、求取直流电压跟踪误差，依据所述直流电压跟踪误差和所述直流电压跟踪误差上下界函数，使用误差映射函数将所述直流电压跟踪误差转化为中间变量；步骤3、使用所述控制策略，计算d轴PWM开关周期导通比与q轴PWM开关周期导通比；步骤4、使用2r/3s变换方法，将所述d轴PWM开关周期导通比与q轴PWM开关周期导通比转化为三相PWM开关周期导通比。流程补充说明：所述电动汽车充电桩前级PWM整流器为电流型三相PWM整流器，其拓扑结构如图1所示：所述步骤1中3s/2r变换方法为：其中，U_d表示dq坐标系下的d轴电压分量，U_q表示dq坐标系下的q轴电压分量，ωt表示电网A相电压的相位角，u_a表示电网A相电压的测量值，u_b表示电网B相电压的测量值，u_c表示电网C相电压的测量值。所述步骤1中3s/2r变换的定向方法采用电压定向。所述步骤1中直流电压跟踪误差上界函数、直流电压跟踪误差下界函数应根据负载需求设定，可以是常值函数或时变函数。所述步骤2中直流电压跟踪误差为：其中，e₁表示直流电压跟踪误差，U_dc表示所述步骤1中直流电压，表示直流电压的设定值。所述步骤2中误差映射函数为：其中，s表示中间变量，表示所述步骤1中直流电压跟踪误差上界函数，表示所述步骤1中直流电压跟踪误差下界函数。所述步骤3中控制策略为：d_q＝0其中，d_d表示d轴PWM开关周期导通比，d_q表示q轴PWM开关周期导通比，L表示直流侧滤波电感的电感量，C表示直流侧滤波电容的电容量，t表示时间，i_dc表示所述步骤1中直流侧电感电流，表示所述步骤1中直流侧电感电流的设定值，e₂表示所述步骤1中直流侧电感电流的跟踪误差，i_o表示所述步骤1中负载电流，k₁、k₂、ρ表示控制器参数，P、R表示辅助变量。所述步骤4中2r/3s变换方法为：其中，d_a表示A相PWM开关周期导通比，d_b表示B相PWM开关周期导通比，d_c表示C相PWM开关周期导通比。