一種三有源橋變流器的建模和控制
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
三有源橋變流器的控制環(huán)框圖如圖4所示，其中反饋系數(shù)Ki1=Ki2=Kv=1。為取得較好的調(diào)節(jié)性能，調(diào)節(jié)器穿越頻率必須小于變流器的開(kāi)關(guān)頻率。圖中GiL1(s)，GiL2(s)分別為電流環(huán)PID調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)，Gv(s)為電壓環(huán)PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)，可由圖2小信號(hào)模型等效電路推出。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/175974.htm
5 仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5．1 仿真結(jié)果
搭建雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的仿真模型。雙閉環(huán)控制系統(tǒng)在負(fù)載擾動(dòng)時(shí)動(dòng)態(tài)性能仿真結(jié)果如圖5所示。由圖可見(jiàn)，Uo在經(jīng)過(guò)較小動(dòng)態(tài)變化后，能很快穩(wěn)定在200V。
5．2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
為驗(yàn)證變流器性能，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，主電路參數(shù)如下：L1=L2=25 μH，Lr13=Lr53=Lr15=0．5 μH，fs=20 kHz，C1=C2=4．4 mF，C3=C4=330 μF，Co=660μF。圖6為變流器雙閉環(huán)控制下當(dāng)電壓環(huán)給定電壓Uo*階躍變化時(shí)Uo響應(yīng)情況。
由圖6可見(jiàn)，當(dāng)給定電壓突變時(shí)，輸出負(fù)載電壓能快速跟隨變化，控制系統(tǒng)顯示了良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。
6 結(jié)論
這里提出的三有源橋變流器具有電氣隔離、雙向能量流動(dòng)、輸入電流紋波小以及匹配不同電壓等級(jí)的電源等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)建立三有源橋變流器的平均狀態(tài)空間數(shù)學(xué)模型，并在狀態(tài)空間模型的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出小信號(hào)狀態(tài)方程，最后進(jìn)行雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該變流器具有較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。
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