三相单位功率因数变流器滑模变结构控制

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1、三相单位功率因数变流器滑模变结构控制

2、第1摘要：本文对三相变流器控制系统结构进行了讨论。针对普通变结构控制的抖振问题，采用增加积分环节的办法降低抖振现象。介绍了变结构控制器的设计过程，最后给出了试验结果。关键词：三相变流器，单位功率因数，滑模变结构控制VARIABLE-STRUCTURECONTROLODEOFTHREEPHASECONVERTERAbstract:Thestructureofathreephaseconvertercontrolsystemisdiscussedinthispaper.Tosolvethechatteringpro

3、bleminthetraditionalvariablestructurecontrol,anintegralsectionisaddedtoreducechattering.Thedesignprocessofthevariable-structurecontrollerisintroducedandsupportedbytheexperimentresults.Keyouseg(this)">图1三相PFC变流器主电路如图为了保证对输入电流具有较高的控制品质，变流器控制系统确定为带有电流闭环的双环系统结构是合理的。内环是电流环，用以实现对电流的

4、精确控制；外环是电压环，保证输出电压恒定。为了突出外环设计问题，这里对电流内环仅做简要说明。由于被控制的电流是按正弦变化的电流量，为了实现精确的控制，这里采用电流分解控制。即，将电流分解成为有功分量和无功分量分别实施控制。根据对d-q变换建立的小信号模型的分析，可以得出电流内环的系统结构如图2所示[1]。500)this.style.ouseg(this)">图2系统电流控制环图中D(s)—电流调节器Gb(s)—三相桥传函GL(s)—输入电感传函ud—电流环扰动变流器的三相桥部分近似等效成一个时间常数等于三角载波周期的一半，并且具有高增益的一阶惯性

5、环节[2-3]。另外，由于电流内环的局部校正作用和变流器工作时电流中的无功分量和高次谐波分量不进入直流侧的特点[4]，校正完成的电流内环可以近似为一阶惯性环节：500)this.style.ouseg(this)">（1）其中500)this.style.ouseg(this)">—电流环增益系数(对应有功分量)500)this.style.ouseg(this)">—电流环等效时间常数因此由滑模控制器构成的电压外环结构如图3。500)this.style.ouseg(this)">图3系统的电压外环其中SMC—滑模控制器Go(s)—变流器输出部分

6、传函500)this.style.ouseg(this)">（2）滑模控制器设计基于图3进行。3滑模控制器的设计考虑到实施滑模控制时，一般会因“结构”的切换使系统的运动点在切换线面上产生抖动。这种抖动是滑模变结构控制所特有的由切换控制机理引起的现象。但这种抖动又是我们所不希望出现的。所以，对此只能想办法减小而不能从根本上消除。为了消除这种抖动，我们在被控对象上认为增加一个积分环节构成广义被控对象，再对构成的广义对象设计滑模控制器。此时，系统的广义控制对象为：500)this.style.ouseg(this)">（3）取滑模控制策略为比例切换控制律

7、500)this.style.ouseg(this)">（4）其中500)this.style.ouseg(this)">，500)this.style.ouseg(this)">，500)this.style.ouseg(this)">的取值范围是500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">（5）500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">（6）500)this.style.ouseg(this)">500)th

8、is.style.ouseg(this)">（7）切换函数为：500)this.style.ouseg(this)">（8）根据广义滑模条件500)this.style.ouseg(this)">，可以确定滑模控制器参数：500)this.style.ouseg(this)">（9）500)this.style.ouseg(this)">（10）500)this.style.ouseg(this)">（11）实时控制时上述所有运算由DSP实现。4仿真和实验实验系统参数：L=9.3mH，Rs=0.1Ω，C=2000uF，R的变化范围是50~138Ω。

9、切换函数选择为：c1=90300，c2=601。确定的滑模控制器参数为：α1=0.5，α2=0.15，α3=0.001，β