电力电子7_控制策略

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1、PowerElectronicsTechnology电力电子技术SouthChinaUniversityofTechnology第四部分电力电子控制策略6SouthChinaUniversityofTechnology本节主要参考书目☆JaiP.Agrawal，《PowerElectronicsSystems》，清华大学出版社，2001.08☆UniversityofColoradoatBoulder，《FundamentalsofPowerElectronics》，2001.05☆李爱文，《现代逆变技术及其应用》，科学出版社，200

2、0.094.1概述散热封装生产环境影响控制策略无源器件功率开关器件变换电路电力电子技术电子学电力学控制理论电力电子技术第四部分电力电子控制策略——控制策略在电力电子中的地位4.2反馈控制电力电子技术第四部分电力电子控制策略——一般意义的控制系统控制器被控对象控制量被控量给定值r(t)u(t)y(t)测量元件偏差e(t)＋－电力电子技术第四部分电力电子控制策略—电力电子电路的控制系统模型电力电子技术第四部分电力电子控制策略——BUCK电路的控制模型电力电子技术第四部分电力电子控制策略——BUCK电路的控制模型电力电子技术第四部分电力电子

3、控制策略——BUCK电路的控制模型动态性能指标：1、上升时间tr2、调整时间ts3、超调量σ%快速性平稳性电力电子技术第四部分电力电子控制策略——时域性能指标静态性能指标（稳态性能指标）：稳态误差电力电子技术第四部分电力电子控制策略——系统稳定的条件、频域特性★要求：当系统受到有界的扰动时，其输出也是有界的。★系统稳定的必要条件：特征方程特征方程的各项系数不为零；特征方程的各项系数符号都相同.开环伯特图L(ω)=0时，Ψ(ω)不到－180º，则稳定；反之不稳定。穿越频率幅值裕度相位裕度电力电子技术第四部分电力电子控制策略——控制系统设

4、计要求1要控制稳态误差的量，就是要保证系统的控制精度和稳态精度；2要保证系统的动态响应速度，就是控制超调量和调节时间等；3要保证系统的稳定性，合理设计穿越频率、频带和稳定裕量等。电力电子技术第四部分电力电子控制策略——系统频率特性的分段设计注意三个方面：1低频段高增益，K足够大，L（ω）足够高，斜率要大；提高系统的稳态性能2中频段－20dB/dec为宜，相位裕度大；ωc要大，系统动态响应速度快，但要小于开关频率；中频段要足够宽，相位裕度大。3高频段主要考虑提高系统的抗干扰能力，尽量随着ω增大而迅速减小。电力电子技术第四部分电力电子控制

5、策略——主要环节设计控制器时间比例控制器及脉冲形成环节反馈环节电力电子技术第四部分电力电子控制策略——校正环节如果逆变系统各个环节组合起来的传递函数的伯特图不能满足要求也可以在系统中施加适当的校正环节，如串联校正、反馈校正、前置（馈）校正和干扰补偿（顺馈校正）等。串联校正和反馈校正都可以不同程度的改善系统的稳态和动态性能，又可以抑止干扰信号，对控制质量较高的电力电子系统可采用。电力电子技术第四部分电力电子控制策略——常用校正环节前馈校正和顺馈校正属于开环和闭环相结合的校正，这两种校正增加了系统的开环增益，又能保证系统稳定，被广泛应用与

6、高精度的电力电子系统。电力电子技术第四部分电力电子控制策略——无源校正电路电力电子技术第四部分电力电子控制策略——控制调节器又叫误差放大器，或者补偿网络电力电子技术第四部分电力电子控制策略——时间比例以及脉冲形成环节1PFM方式2PWM方式PWM基本电路以及工作波形电力电子技术第四部分电力电子控制策略——电流型PWM电力电子技术第四部分电力电子控制策略——电流内环电力电子技术第四部分电力电子控制策略——电压外环滤波网络EA假设为比例放大器电压外环的开环传递函数电力电子技术第四部分电力电子控制策略——电流斜坡补偿m1、m2为电感电流上升

7、/下降率的等效值。电力电子技术第四部分电力电子控制策略——电流斜坡补偿m1为开关管导通期间电感电流上升率的等效值。m2为开关管关断期间电感电流下降率的等效值。★当负载或者输入电压变化时，都会造成电流的变化，当产生扰动时，系统能否稳定取决于其对扰动的响应是否收敛。当D小于0.5时，如果有一扰动Δi,经过一个周期后，电感电流的变化量Δil<Δi,所以系统收敛，稳定。当D大于0.5时，如果有一扰动Δi,经过一个周期后，电感电流的变化量Δil>Δi,所以系统发散，不稳定。电力电子技术第四部分电力电子控制策略——电流斜坡补偿D小于0.5D大于0

8、.5解决办法：对电感电流的上升斜率进行补偿，也就是加大等效的m1，实际上也就是人为的减小占空比，使其等效为小于0.5的稳定情况。电力电子技术第四部分电力电子控制策略——电流斜坡补偿电力电子技术第四部分电力电子控制策略——