电流型PWM整流器的自适应动态面控制

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1、电气传动2016年第46卷第5期ELECTRICDRIVE2016Vol.46No.5电流型PWM整流器的自适应动态面控制刁亮，王丹，郭磊，彭周华（大连海事大学轮机工程学院，辽宁大连116026）摘要：利用前馈解耦方法，将电流型PWM整流器在同步坐标系下的多输入多输出非线性模型分解为2个单输入单输出的非线性模型。采用动态面控制方法对2个单输入单输出模型分别设计了非线性控制器，并结合自适应技术对负载电阻进行了估计。动态面方法通过引入一阶滤波器，避免了在设计控制器过程中对虚拟控制律的求导计算。仿真结果表明，系统运行在单位功率因数下，直流输出电流可以快速跟踪参考

2、信号，验证了该控制策略的正确性和有效性。关键词：电流型整流器；前馈解耦；非线性控制器；动态面控制中图分类号：TM461文献标识码：AAdaptiveDynamicSurfaceControlforCurrent-sourcePWMRectifierDIAOLiang，WANGDan，GUOLei，PENGZhouhua（MarineEngineeringCollege，DalianMaritimeUniversity，Dalian116026，Liaoning，China）Abstract:Adualsingle-inputandsingle-output

3、non-linearmodelwasderivedbyapplyingthefeedforwarddecouplemethodtothedynamicmodelofcurrent-sourcePWMrectifier（CSR）.Thenforeachsubsystem，anonlinearcontrollerwasdesignedbyusingthedynamicsurfacecontrolapproach.Inaddition，theadaptivetechnologywasappliedforestimatingtheloadresistance.By

4、introducingthefirst-orderfilters，thederivativecalculationofthevirtualcontrollawwasavoided.SimulationresultsshowthattheproposedcontrolsystemoperatesattheunitypowerfactorandtheoutputDCcurrenttracksthedesiredsignalrapidly，whichverifiesthecorrectnessandtheeffectivenessoftheproposedcon

5、trolstrategy．Keywords:current-sourcerectifier；feedforwarddecouple；nonlinearcontroller；dynamicsurfacecontrol随着电力电子技术的发展，具有单位功率因合，提高了电流的响应速度，但其整定参数多，且数和低谐波含量的脉宽调制整流器成为近年来运算量大；文献［5］采用变结构控制方法对CSR［1］研究的热点课题。相比于电压型PWM整流进行控制，该方法鲁棒性好，抗干扰能力强，但其器，电流型PWM整流器（CSR）具有电流响应速控制量会产生高频抖动；文献［6］采用反步法实度

6、快、限流能力强、短路保护可靠性高等优点，使现了直流电流和功率因数的稳定控制，此方法设其更适用于一些大功率的工业领域，如直流电弧计过程简明，且可保证了系统在大扰动下的稳定［2-3］炉、高频感应加热、直流电机驱动。性。然而，反步法需要对虚拟控制量重复求导，由于三相电流型PWM整流器的数学模型是会导致“微分爆炸”现象，使控制算法过于复杂。一个非线性的多输入多输出系统，且各状态之间本文在文献［6］的基础上，提出了一种基于存在耦合，使得控制器设计较为困难。目前，最自适应动态面的电流型PWM整流器非线性控制常用的控制方法是双闭环PI控制，但该方法动态策略。首先通过前馈

7、解耦方法，将电流型PWM响应速度慢，且PI参数的整定需要不断试探，较整流器在同步旋转坐标系下的多输入多输出非为耗时。文献［4］将PI控制与模型预测控制相结线性模型分解为2个单输入单输出的非线性模基金项目：国家自然科学基金资助项目（61273137，51209026，51579023）；辽宁省教育厅科学研究基金（L2013202）；中央高校基本科研业务费专项基金（3132015021，3132014321）；中国博士后科学基金（2015M570247）作者简介：刁亮（1988-），男，博士研究生，Email：diaoliang678@sina.com70刁亮

8、，等：电流型PWM整流器的自适应动态面控制电气传动2016年第46