新型双重△调制电流跟踪控制方法的研究

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1、ABSTRACTharrnomcsdlstributlon．AppliedtlleFPGACycloneIIEP2C8devicerealizedtl=忙doubledeltamodmationcurrentnacingcontrol’contmIaritllmctic，anddesignedexperimemalcircuit，l嬲tlygivedtheexperimemalreslllts．Simulation柚dcXperimemresultsa11demonstratedt11ebetter订ackingcoI血dp

2、roperties．RENJi-da(Con仃01Themy&Con呐lEngine甜ng)DirectedbyDuJuan一10ng(AssociateProfessor)CHENZeng-lu(Profbsor)KEYWoRDS：Doubkdeltam础蛆ation：C姗nttracingcon仃ol；也尬ingcontrolAmplitudedeltamodul撕on：Timedeltamodula廿on；Switching缸quency；Dyn锄icnlresholdValuementing；Hanllonicsal

3、lalysis；MAn。ABsimuIation；FPGAimplenlen血曙玎1第l章绪论1．1电流跟踪介绍第1章绪论在电力电子技术中，生成PwM(PulseWidthModulation)波形的方法有计算法、调制法和跟踪控制方法。跟踪控制是电力电子逆变装置的重要控制方法之一，跟踪控制包括电流跟踪和电压跟踪。电流跟踪控制是将期望输出的电流作为指令信号，将实际输出电流作为反馈信号，通过比较两者的瞬时值来决定逆变电路各功率开关器件的通断状态，使实际的输出电流跟踪指令信号的变化。电流跟踪有两种基本方式Ill：①直接比较二值控制

4、方式。包括幅值△量化的电流滞环比较控制方式【2，3]和时间△量化的定时采样、电流比较控制方式n其基本特点是结构简单、动态响应快、跟踪精度高和鲁棒性好，但开关频率有较大的波动，不利于减少输出谐波，也不利于输出滤波器的设计。虽然可以采用线性闭环动态调节滞环宽度的方法使开关频率在稳态时基本不变15．6】，但在动态时开关频率仍有较大的波动。②基于电流误差线性调节的三角载波调制方式【7，踟。三角载波调制是将电流误差信号经比例积分(ProponionalIntegral，PI)调节后，与高频三角载波相比较来确定开关信号。开关频率固定不变

5、是三角载波调制方式的突出优点，但其响应速度较慢、电路较为复杂是主要缺点一J。在这里，所有的电流跟踪控制都属于闭环控制方式。电流跟踪技术广泛的应用于电力电子逆变电路，例如高精度的逆变电源和电力有源滤波器等。1．2几种常用电流跟踪方法及其特点{．2，{滞臻陡较方式图1—1给出了采用滞环比较方式【J0】的PwM电流#艮踪控制单相半桥式"x第l章绪论高，甚至会超过开关器件的允许频率范围，开关损耗随之增大。由图卜2给出的输出电流波形可知。跟踪波形的开关频率是变化的。．Ud2u。自载L丫图卜1滞环比较方式电流跟踪控制缈移黪

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7、。0TkT

8、bIt，ht图卜2滞环比较方式的指令电流和输出电流滞环比较方式的电流跟踪型PwM变流电路的特点有：硬件电路简单；电流响应速度快；功率器件的开关频率不固定。1．2．2三角波比较方式图卜3是采用三角波比较方式110J的电流跟踪型PwM逆变电路原理图。这种方法和调制方法不同的是，不是把指令信号和三角波直接进行比较产生PWM波形，而是通过闭环来进行控制的。从图中可以看出，把指令电流f，U、“和frw和逆变电路实际输出的电流抽、抽、枷进行比较，求出偏差电流，经PI调节器调节后，再去和三角波进行比较，产生PwM波形。PI调节器的调节作用

9、直接影响着逆变电路的电流跟踪特性。2第1章绪论图卜5定时比较方式电流跟踪的波形图1．3几种新型电流跟踪方法及其特点1．3．1前馈带宽预估电流控制意大利学者LuigiMalesalli通过开关频率反馈，动态调节滞环宽度，可以使开关频率保持不变；通过频率预估和前馈控制提高了跟踪的快速性15】o其工作原理如图1—6所示。潮卜6LuigiMaIesani的恒频率电流滞环控制在图l一6申，露为绘定信号，f，为负载反馈信号，两者产生误差信号P。谈莲信号暹过阙篷霹变豹涝环爨鞍器输鑫Pw糍波形，pw麓波经过疆凌瞧黯嚣控豢l遂交毫鼹的开关器件

10、。给定时钟频率二与当前输出频率／1经过PLLO'haseLockedLoop)相位检测，再经一个PI(ProponionIntegfaJ)滤波器产生届。崩经过反预估环节产生反t风与g籀霉逶过环宽颈锸、己P(孙wPaSs)滤波器产生反。屈帮熙稆蕊得到声，邋j建声调节滞环比较器的阈值，使褥输出