CN103248251A - 逆变器自动变系数控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种逆变器自动变系数控制方法，包括以下步骤：通过采样处理电路对逆变器的实时输出电流进行AD电流采样，将采样得到的电流值传输到数字信号处理器；将采样得到的电流值与设定的电流值进行作差处理，得到电流误差值；将电流误差值通过比例-积分（PI)调节器进行调节，得到所需的输出电流值。本发明适合应用于逆变器输出电流需要根据外界条件而做出快速调整的场合，通过调节比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)，并且结合对积分量的控制，能够在系统可靠、稳定的基础上，全面提高逆变器的稳态和动态性能，有效地改善了逆变器的动态响应时间，能减小在调节过程中出现的超调量。

Description

逆变器自动变系数控制方法
技术领域
本发明涉及一种逆变器的控制方法，尤其涉及一种逆变器自动变系数控制方法。
背景技术
逆变器是实现把直流转换成交流的装置，对于逆变器的控制，大多采用硬件控制或者软件控制两种方法。传统的逆变器在运行过程中输出电流多为恒定值，输出电流不需要被任意设定，或者即使能实现输出电流的设定，但输出电流的切换过程中电流变化缓慢。
现有逆变器控制技术大多不改变控制系数，即逆变器在任何工况时，比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)和比例-积分（PI)调节器的积分系数（I)这两个参数的值是固定不变的，比例系数（P)决定系统的动态响应，积分系数（I)决定系统的稳态特性，当需要对输出电流值进行改变时，由于在运行中比例系数（P)和积分系数（I)保持不变，当设定的电流值与正在输出的电流值差距较大时，电流会缓慢切换到设定的电流值，此种控制方式有一定弊端，体现在当电流切换时动态响应较慢，无法满足电流快速切换到设定值的要求。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能将输出电流快速的切换到预设电流的逆变器自动变系数控制方法。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种逆变器自动变系数控制方法，包括以下步骤：
（1）通过采样处理电路对逆变器的实时输出电流进行AD电流采样，将采样得到的电流值传输到数字信号处理器，进入下一步骤；
（2）数字信号处理器计算采样得到的输出电流有效值，将计算得到的输出电流有效值与后台监控系统设定的电流值进行作差处理，得到电流误差值，进入下一步骤；
（3）将电流误差值通过比例-积分（PI）调节器进行调节，控制逆变电路，得到所需的输出电流值。
具体地，步骤（2）中后台监控系统设定输出目标电流值，数字信号处理器接收到后台监控系统设定的电流值后，将设定的电流值保存在数字信号处理器中，并将实时计算的输出电流有效值与设定的电流值进行作差处理，得到电流差值。
具体地，步骤（3）包括以下步骤：
（a）判断实时输出电流有效值与设定的电流值相差是否大于阈值，进入下一步骤；
（b）若实时输出电流有效值与设定的电流值相差大于阈值，则进入步骤（c），若实时输出电流值与设定的电流值相差不大于阈值，则进入步骤（j）；
（c）将比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)设为最大值Pmax，进入下一步骤；
（d）判断实时输出电流有效值是否大于输出电流设定值，进入下一步骤；
（e）若实时输出电流有效值大于输出电流设定值，则进入步骤（f），若实时输出电流有效值不大于输出电流设定值，则进入步骤（g）；
（f）比例-积分（PI）调节器的积分量等比例减小，进入步骤（h）；
（g）比例-积分（PI）调节器的积分量等比例增大，进入步骤（h）；
（h）运用比例系数（P)和比例-积分（PI)调节器的积分系数（I)进行调节，进入下一步骤；
（i）将比例-积分（PI)调节后产生的输出量用于SPWM调制，输出脉冲信号驱动逆变器的绝缘栅双极型晶体管，控制逆变电路，得到所需的输出电流值。
（j）判断比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)是否大于小系数Pmin，进入下一步骤；
（k）若比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)大于小系数Pmin，进入步骤（l），若比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)不大于小系数Pmin，进入步骤（o）；
（l）比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)按照预定的步长递减，进入下一步骤；
（m）判断比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)在按照预定的步长递减后是否小于小系数Pmin，进入下一步骤；
（n）若比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)小于小系数Pmin，进入步骤（o），若比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)不小于小系数Pmin，进入步骤（h）；
（o）将比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)设为最小值Pmin，进入步骤（h）。
本发明的有益效果在于：
本发明适合应用于逆变器输出电流需要根据外界条件而做出快速调整的场合，通过调节比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)，并且结合对积分量的控制，能够在系统可靠、稳定的基础上，全面提高逆变器的稳态和动态性能，有效地改善了逆变器的动态响应时间，能减小在调节过程中出现的超调量。
附图说明
图1是本发明所述逆变器自动变系数控制方法的流程图；
图2是本发明所述逆变器自动变系数控制方法的电路框图；
图3是本发明所述逆变器自动变系数控制方法的控制系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1和图2所示，本发明逆变器自动变系数控制方法，包括以下步骤：
（1）通过采样处理电路对逆变器的实时输出电流进行AD电流采样，将采样得到的电流值传输到数字信号处理器，进入下一步骤；
（2）数字信号处理器计算采样得到的输出电流有效值，将计算得到的输出电流有效值与后台监控系统设定的电流值进行作差处理，得到电流误差值，进入下一步骤；
（3）将电流误差值通过比例-积分（PI）调节器进行调节，控制逆变电路，得到所需的输出电流值。
步骤（2）中后台监控系统设定输出目标电流值，数字信号处理器接收到后台监控系统设定的电流值后，将设定的电流值保存在数字信号处理器中，并将实时计算的输出电流有效值与设定的电流值进行作差处理，得到电流差值。
步骤（3）具体包括以下步骤：
（a）判断实时输出电流有效值与设定的电流值相差是否大于阈值，进入下一步骤；
（b）若实时输出电流有效值与设定的电流值相差大于阈值，则进入步骤（c），若实时输出电流值与设定的电流值相差不大于阈值，则进入步骤（j）；
（c）将比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)设为最大值Pmax，进入下一步骤；
（d）判断实时输出电流有效值是否大于输出电流设定值，进入下一步骤；
（e）若实时输出电流有效值大于输出电流设定值，则进入步骤（f），若实时输出电流有效值不大于输出电流设定值，则进入步骤（g）；
（f）比例-积分（PI）调节器的积分量等比例减小，进入步骤（h）；
（g）比例-积分（PI）调节器的积分量等比例增大，进入步骤（h）；
（h）运用比例系数（P)和比例-积分（PI)调节器的积分系数（I)进行调节，进入下一步骤；
（i）将比例-积分（PI)调节后产生的输出量用于SPWM调制，输出脉冲信号驱动逆变器的绝缘栅双极型晶体管，控制逆变电路，得到所需的输出电流值。
（j）判断比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)是否大于小系数Pmin，进入下一步骤；
（k）若比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)大于小系数Pmin，进入步骤（l），若比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)不大于小系数Pmin，进入步骤（o）；
（l）比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)按照预定的步长递减，进入下一步骤；
（m）判断比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)在按照预定的步长递减后是否小于小系数Pmin，进入下一步骤；
（n）若比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)小于小系数Pmin，进入步骤（o），若比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)不小于小系数Pmin，进入步骤（h）；
（o）将比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)设为最小值Pmin，进入步骤（h）。
使用本发明逆变器自动变系数控制方法的工作原理如下所示：
如图3所示，此图为电流控制系统的负反馈过程，后台监控系统将设定电流值iref传递到数字信号处理器，iload是负载电流的反馈值，负载电流的反馈值传递到数字信号处理器，然后与设定电流值iref进行作差处理，电流差值传递到比例-积分（PI)调节器，比例-积分（PI)调节器调节后得到的SPWM信号，然后将比例-积分（PI)调节器调节后得到的SPWM信号进行正弦调制。
后台监控系统主要是完成人机交互，用户通过后台监控系统对逆变器的输出电流值进行设定，后台监控系统接收到设定值后通过通信接口将把此设定值传给数字信号处理器，采用的数字信号处理器的型号为TMS320F28908。系统运行时，数字信号处理器通过硬件电路采样输出电流值，并接收后台监控设置的电流设定值，将实时采样电流的有效值和电流设定值进行作差计算，得出电流差值，电流差值经过比例-积分控制器动态变系数调节，调节器的输出量用于SPWM调制，输出脉冲信号驱动逆变器的绝缘栅双极型晶体管，控制逆变电路，得到所需的输出电流值。

Claims (3)

1.一种逆变器自动变系数控制方法，包括以下步骤：
（1）通过采样处理电路对逆变器的实时输出电流进行AD电流采样，将采样得到的电流值传输到数字信号处理器，进入下一步骤；
（2）数字信号处理器计算采样得到的输出电流有效值，将计算得到的输出电流有效值与后台监控系统设定的电流值进行作差处理，得到电流误差值，进入下一步骤；
（3）将电流误差值通过比例-积分（PI）调节器进行调节，控制逆变电路，得到所需的输出电流值。
2.根据权利要求1所述的逆变器自动变系数控制方法，其特征在于：步骤（2）中后台监控系统设定输出目标电流值，数字信号处理器接收到后台监控系统设定的电流值后，将设定的电流值保存在数字信号处理器中，并将实时计算的输出电流有效值与设定的电流值进行作差处理，得到电流差值。
3.根据权利要求1所述的逆变器自动变系数控制方法，其特征在于：步骤（3）具体包括以下步骤：
（a）判断实时输出电流有效值与设定的电流值相差是否大于阈值，进入下一步骤；
（b）若实时输出电流有效值与设定的电流值相差大于阈值，则进入步骤（c），若实时输出电流值与设定的电流值相差不大于阈值，则进入步骤（j）；
（c）将比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)设为最大值Pmax，进入下一步骤；
（d）判断实时输出电流有效值是否大于输出电流设定值，进入下一步骤；
（e）若实时输出电流有效值大于输出电流设定值，则进入步骤（f），若实时输出电流有效值不大于输出电流设定值，则进入步骤（g）；
（f）比例-积分（PI）调节器的积分量等比例减小，进入步骤（h）；
（g）比例-积分（PI）调节器的积分量等比例增大，进入步骤（h）；
（h）运用比例系数（P)和比例-积分（PI)调节器的积分系数（I)进行调节，进入下一步骤；
（i）将比例-积分（PI)调节后产生的输出量用于SPWM调制，输出脉冲信号驱动逆变器的绝缘栅双极型晶体管，控制逆变电路，得到所需的输出电流值。
（j）判断比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)是否大于小系数Pmin，进入下一步骤；
（k）若比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)大于小系数Pmin，进入步骤（l），若比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)不大于小系数Pmin，进入步骤（o）；
（l）比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)按照预定的步长递减，进入下一步骤；
（m）判断比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)在按照预定的步长递减后是否小于小系数Pmin，进入下一步骤；
（n）若比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)小于小系数Pmin，进入步骤（o），若比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)不小于小系数Pmin，进入步骤（h）；
（o）将比例-积分（PI)调节器的比例系数（P)设为最小值Pmin，进入步骤（h）。
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