三相电压型PWM整流器无源性分析及自适应控制.pdf

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1、《电气自动化)2012年第34卷第4期变流技术ConverterTechniques————三相电压型PWM整流器无源性分析及自适应控制张文娟(宝鸡文理学院电子电气工程系，陕西宝鸡721007)摘要：无源性理论应用于三相PWM整流器的控制是一种全新的方法。从能量的观点考虑PWM整流器作为非线性控制对象，首先，在d—q坐标系下建立了PWM整流器Euler·Lagrange模型；其次，根据控制器设计目标，采用阻尼注入法得到PWM整流器的无源控制率；最后，针对整流器交流侧等效电阻不确定性带来的控制系统稳态误差较大问题，引入自适应跟踪控制算法。

2、该方案保证PWM整流器优良控制性能的同时，对于交流侧等效电阻摄动有良好的自适应性。基于MATLAB的仿真结果证明了设计的有效性。关键词：PWM整流器；无源性控制；自适应控制；稳态误差；阻尼注入[中图分类号]TM46[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2012)04—0042—03PassivityAnalysisandAdaptiveControlofThree··phaseVoltage·-sourcePWMRectifierZHANGWen-juan(DepartmentofElectricalandElectronic

3、Engineering，BaojiUniversityofArtsandSciences，BaojiShaanxi721007，China)Abstract：Theapplicationofthepassivity-basedcontroltheorytothePWMrectifiercontrolisanovelmethod．Inthispaper，thePWMrectifierisconsideredasanon—linearsystemusingenergyconcept，theEuler-LagrangemodelofPWMre

4、ctifierinsynchronousd-qcoordinatesisestablished；Then，usingthedampinginjection，thepassivity—basedcontroltheoryofPWMrectifierissiren；finally，parametricuncertaintiesgeneratedbyACequivalentresistanceofthePWMrectifier，havebringaboutsteady-stateerrorforcontrolsystem，tocopewith

5、thisproblem，anadaptivetrackingcontrolbasedonpassivity-basedcontrolforthePWMrectifierisproposed．Thisschemecanachieveexcellentperformance，italsopossessesthepropertyofgoodself-adaptabilityandrobustnessforPWMrectifierACequivalentresistancedisturbance．Thereasonabilityandvalid

6、ityistestifiedbythesimulationresultsbasedonMATLAB．Keywords：PWMrectifier；passivity-based；controladaptive；controlsteady—stateerror；dampinginjectionO引言三相电压型PWM整流器(VSR)具有输入电流正弦、功率因数可控、能量双向流动、直流母线电压恒定及抗负载扰动能力强等优点获得广泛的应用⋯。PWM整流器控制可分为线性和非线性两种’。无源性控制与LyaPunov函数密切相关，成为PWM整流器非线性设计

7、的新途径。国外学者OrtegaR_4等将无源性理论应用于PWM控制中，但该控制未考虑整流器交流侧电感电阻、开关器件等等效电阻变化产生的影响，而元源性阻尼注入与交流侧等效电阻大小密切相关，一旦整流器中交流侧电阻大小变考坐标系或数学模型表达式的不同发生变化。在本文的设计中，选用d—q坐标系，此时PWM整流器的状态方程为Ⅲ：化而阻尼注入不变，则系统将产生稳态误差问题。针对于此，本文将自适应方法引入到无源控制中，设计整流器交流侧等效电阻自适应辨识环节，有效抑制电阻变化引起的电压、电流跟踪误差。1电压型PWM整流器Euler—Lagrange(E

8、L)模型M：三相电压型PWM整流器的拓扑结构如图1所示LSJ。U[曼是三相电网电压，、¨为交流侧输入电压，为电抗器的电感，R为交流侧等效电阻(R=R+R，R为电抗器等效电阻，R00为开关器件等效电阻)，C为