基于模糊自适应PI控制的变换器电流控制方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2006电力论坛增刊湖南电力第26卷基于模糊自适应PI控制的变换器电流控制方法罗德荣，王耀南，周健，王辉(湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082)摘要：提出一种新型基于模糊自适应PI调节电流控制电压型PWM变换器方法，将模糊控制与PI控制器结合，采用模糊推理方法，根据电流误差和电流误差的变化，自动调整P，I参数，提高了电流的控制精度和变换器的动态性能。仿真结果证明该方法具有良好的动态性能。关键词：电流控制电压型；PWM变换器；PI控制器；模糊控制中图分类号：TM45文献标识码：A文章编号：1008—0198(2006)S2—0006—0

2、4时的无差调节，而图1所示的参考电流值，，1引言与实际电流值i。i，i都是正弦交流信号，因此其必电流控制电压型PWM(CC-PWM)变换器具不能实现无静差控制；同时PI控制还存在对控制对有经济、高效等优点，使其在交流电机传动、有源象的依赖性，使PI参数的整定难以达到最佳状态，滤波器、高功率因数AC／DC整流器、不间断电源、不能满足系统对动静态性能的要求。交流电源、交流柔性输电系统等领域有广泛应用，成文中提出一种基于自适应PI调节的变换器电为国内外研究的热点“。CC-PWM采用电流闭环流控制方法，该方法根据过程的工作状态在线调整控制技术来实现变换器控制，其性能主要取决于电k，ki参数，使之变成自

3、适应PI电流控制器，提高了流控制策略的优劣，划分CC-PWM变换器的电流电流的控制精度和变换器的动态性能。仿真结果证控制方法很多，通常人们将其分为线性电流控制和明该方法的静、动态性能均较好。非线性电流控制2大类。2模糊自适应PI控制器结构线性电流控制器一般由电流控制器和PWM调制器2部分组成。由于基于a—b—c坐标系的电流CC—PWM的模糊自适应PI电流控制器由3控制器(如图1所示)具有结构简单、动态响应快个结构相同的模糊自适应PI控制的电流控制器组成(A，B，C)，3个电流控制器分别独立地对三图1基于a—b—f坐标系的电流控制器等优点，而在传统电压型PWM变换器中应用广图2CC—PWM的模糊

4、自适应PI电流泛。但传统的P1控制器只能实现对直流信号稳态控制器的原理图收稿日期；2006—05—08维普资讯http://www.cqvip.com第26卷湖南电力2006电力论坛增刊相电流进行控制(如图2所示)。电流误差e及其变化e和比例积分系数的变化每个电流控制器的结构如图3所示，它由1个值△五，i在其各自论域上被分为5个等级：HB(负比例系数模糊自调整器PFC和1个积分系数自调大)，HS(负小)，Z(零)，PS(正小)，PB(正大)。整器IFC组成“。3．2选择输入、输出变量的隶属函数模糊自适应P1控制器的输入、输出变量的模糊隶属函数都选择高斯函数，隶属函数曲线如图4所r———————

5、—__1^L示。PI调节器'lO8＼o8I、／lI图3电流控制器内部结构图，／＼、＼_O2Lr／、兰=一—三．采用增量形式的数字P1离散形式为：。l[．二■二。一2．g(五)一g(五一1)+△(五)△(五)一(志+)(五)一e(五一1)]+(五i+图4隶属函数曲线i)(五)(1)模糊自适应P1调节器实际上是根据系统运行3．3确定量化因子状态，自动调整k，k参数，这种自适应P1调节器一假设误差E的基本论域为{一e，e}，E的基本般由P1调节器和模糊控制器组成，为保证算法的稳论域为{一e，e}，而它们对应的模糊论域均为定性，模糊控制器的输出一般采用k，ki参数的增{一4，4)，则定义2个输入量的比

6、例因子分别为：量，则模糊自适应P1调节器的算法描述如下：G一旱(7)g(点)一g(七一1)+△(五)△(五)一(志十)(五)一e(五一1)]+(五i+G一(8)Aki)(志)(2)其中e和e的取值视实际情况来选择。模糊自适应P1调节器的输出参考电压信号，经则在某一采样时刻模糊控制器的输入可以根据PWM调制，产生驱动开关动作的开关信号，文中采下式来获得：用的调制方案是空间矢量PWM(SVPWM)调制法。E(五)一(9)Ue3模糊PI参数控制算法E(五)一(10)Uec模糊控制器输入的是电流误差和电流误差的变3．4确定模糊控制规则化，输出是P1调节器参数k和ki的变化值，i，一般情况下，在不同的E

7、和E条件下，被控对下面具体介绍其算法。象对PI调节器的参数k，k的整定要求可以概括如3．1输入、输出变量的模糊子集及其论域下：控制器的输入变量(电流误差E，电流误差的变a．当E的绝对值较大时，为了使系统具有良好化E)以及控制器的输出变量(五，kj的变化值，的快速跟踪性能，应该选取较大的k；同时为了避免i)的论域定义如下：系统响应出现较大的超调现象，应该对积分作用加E∈{一4，～3，一2，一1，0，