基于模糊算法的PWM电压环的控制.pdf

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1、·58·重型机械2011NO．1基于模糊算法的PWM电压环的控制王卓，王铁光，曹艳(北华大学电气信息工程学院，吉林吉林132021)摘要：阐述了PWM整流器、电压外环、电流内环的双闭环控制结构，指出了电流内环和电压外环的控制作用。为了提高控制性能，采用了模糊算法设计电压环的电压控制器。研究了电压误差模糊变量、电压误差变化率模糊变量ce和模糊控制器输出模糊变量△不同的隶属度函数分布，对控制性能的影响，通过仿真实验，证明了电压外环采用模糊控制是可行的、有效的，可以改善电压外环控制的性能。关键词：PWM整流器；电压环；模糊控制中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：

2、1001—196X(2011)01—0058—04ControlofPWMvoltageloopbasedonfuzzyalgorithmWANGZHuo，WANGTie—guang，CAOYan(ElectricInformationEngineeringCollege，BeihuaUniversity，Jilin132021，China)Abstract：ThepaperdescribesthedoubleclosedcontrolstructureofPWMrectifier，outervoltageloopandin—nercurrentloopandpo

3、intsoutthecontrolfunctionofinnercurrentloopandoutervoltageloop．Inordertoim—provethecontrolfunction，thevoltagecontrollerofvoltageloopisdesignedbyusingfuzzyalgorithmicap—proach．Theinfluenceofdifferentmembershipfunctiondistributionofvoltageerror’sfuzzyvariable，vohageerror’Schangerate’Sfu

4、zzyvariable，fuzzycontroller’Soutputfuzzyvariableuponthecontrolfunctionhasbeenresearched．Ithasbeenprovedthroughsimulationexperimentthatfuzzycontrolforoutervoltageloopisfeasibleandeffective，thusimprovingthecontrolfunctionofoutervoltageloop．Keywords：PWMrectifier；vohageloop；fuzzycontrol1日

5、IJ吾3～PWM整流器是高频整流的电力电子变流装置，其结构如图1所示。PWM整流器是由全控器件IGBT与反并联功率二极管组成的三相桥式可控整流器；采用SP—WM或SVPWM驱动，控制功率器件IGBT的高频通、断。中间直流环节并联大电容c构成电压型(VSR)三相PWM整流器。当PWM整流器从电网吸取电能时，就运行图1PWM整流器控制系统结构图于整流工作状态；当PWM整流器向电网回馈电能时，就运行于有源逆变工作状态。PWM整流器能获得如下性能：(1)网侧电流具有与网侧电压同频可控相位作者简介：王卓(一)，男，北华大学副教授，主要从事电力，1968电力．、．一一⋯⋯一⋯

6、递；电子技术、智能控制理论与应用的教学与研究。、一。⋯。一’2011NO．1重型机械·59·(3)可实现网侧功率因数±1控制。该系统采用直接电流控制的电压外环、电流内环的双闭环控制。电流内环的作用：(1)电压外环的输出即是电流内环的有功电G(，s、)vdc(s)11+S流给定t—d；+乙d(2)通过电流内环，使PWM整流器输出的式中，r为惯性时问常数，7-=R·C；R为等有功电流i实时跟踪，实现恒流控制；效负载电阻。当C大时，就大，vd(t)的脉动(3)控制网侧功率因数，使网侧输入电流与幅值就愈小。但C大，(t)响应变慢。网侧电压同频可控相位为正弦波。又因为直流电

7、流i(t)是PWM波形¨J，因本系统在(d，q)坐标系下，负载的有功电而Vdc()直流电压必然脉动。由式(1)可见，流i和无功电流i。是解耦控制。当运行单位功该环节是由比例环节和惯性环节构成的传递函率因数整流(或逆变)状态时，系统的无功电流数G(S)。综合上述分析可得到图2所示的给定h—q=0。两个电流调节器的设计是依工艺上(t)波形。要求跟拉随性能或抗传干扰性能不同，可按典型I型氏递或典型Ⅱ型设计。变函本换系统电流数调节器设计为比例积分(PI)调为，为节器，按典／型I型设计参数，满足电流跟随性能，快而无、静，差的要求。IJ电压外环的作用：／(1)抑制S三相VSR

8、PWM整流