CN110365243B - 逆变器电压调整方法、装置、逆变器及计算机可读介质 - Google Patents

逆变器电压调整方法、装置、逆变器及计算机可读介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种逆变器电压调整方法、装置、逆变器及计算机可读介质,涉及优化的技术领域,该方法包括:获取与逆变器相连的负载的实时电压信号;根据实时电压信号,确定期望输出电压信号;根据实时电压信号和期望输出电压信号,确定占空比信号;根据预设的标准正弦表,修正占空比信号的波形,以使修正后的占空比信号,对逆变器的输出电压进行调整。缓解现有技术中PID控制器中的标准正弦参数不好调试的问题。

Description

逆变器电压调整方法、装置、逆变器及计算机可读介质
技术领域
本发明涉及逆变器优化技术领域,尤其是涉及一种逆变器电压调整方法、装置、逆变器及计算机可读介质。
背景技术
逆变器实际上是一种输出为交流的稳压电源设备,输出电压的调整率是衡量一台电源设备性能优劣的重要指标参数,即在输出交流端突然增加大负载或突然变为空载时,控制输出电压的波动范围要允许范围内,且波动范围越小说明电源设备性能越好。
现有技术中,采用电压电流双闭环或者是双电压环控制的方法,该方法对双环PID控制器(Proportion Integration Differentiation,比例-积分-微分控制器)的参数要求较高,因为内环的PID控制器输入参考是正弦交流信号,经过PID控制器计算后控制逆变桥的信号也应该是交流的控制型号,要想跟踪交流的输出信号,对内环的截止频率要提高,这就造成了PID控制器参数不好调试。由于现有方法中输出的控制占空比的并非是标准的正弦波形,是通过PID控制器计算出来近似正弦,导致其输出电压的谐波量也相对较大,致使调节效果并不好。
发明内容
本发明的目的在于提供逆变器电压调整方法、装置、逆变器及计算机可读介质,缓解现有技术中PID控制器中的标准正弦参数不好调试的问题。
本发明提供的一种逆变器输出电压调整方法,所述方法包括:
获取与逆变器相连的负载的实时电压信号;
根据所述实时电压信号,确定期望输出电压信号;
根据所述实时电压信号和所述期望输出电压信号,确定占空比信号;
根据预设的标准正弦表,修正所述占空比信号的波形,以使修正后的所述占空比信号,对所述逆变器的输出电压进行调整。
进一步的,所述根据预设的标准正弦表,修正所述占空比信号的波形的步骤,包括:
将预设的标准正弦表与所述占空比信号相乘,以修正所述占空比信号的波形。
进一步的,所述将预设的标准正弦表与所述占空比信号相乘,以修正所述占空比信号的波形的步骤,包括:
确定所述占空比信号的采样频率;
按照所述采样频率,确定与所述占空比信号包括数据值对应个数的期望电压均值组成标准正弦表;
将所述标准正弦表中的数值与所述占空比信号中的数据值对应相乘,以修正所述占空比信号的波形。
进一步的,所述根据所述实时电压信号和所述期望输出电压信号,确定占空比信号的步骤,包括:
判断所述实时电压信号与所述期望输出电压信号的大小;
并在判断出所述实时电压信号小于所述期望输出电压信号,根据所述实时电压信号与所述期望输出电压信号的压差,确定占空比上调信号;
并在判断出所述实时电压信号大于所述期望输出电压信号,根据所述实时电压信号与所述期望输出电压信号的压差信号,确定占空比下调信号。
进一步的,所述根据所述实时电压信号,确定期望输出电压信号的步骤,包括:
根据所述实时电压信号,计算实际输出电压均值;
根据所述实际输出电压均值与期望电压均值,确定期望输出电压平均值;
将所述期望输出电压平均值与标准正弦表相乘,得到期望输出电压信号。
进一步的,所述根据所述实际输出电压均值与期望电压均值,确定期望输出电压平均值的步骤,包括:
计算所述实际输出电压均值与期望电压均值的压差值;
根据所述实际输出电压均值与期望电压均值的压差值,确定期望输出电压平均值。
本发明提供的一种逆变器输出电压调整装置,所述装置包括:
获取模块,用于获取与逆变器相连的负载的实时电压信号;
第一确定模块,用于根据所述实时电压信号,确定期望输出电压信号;
第二确定模块,用于根据所述实时电压信号和所述期望输出电压信号,确定占空比信号;
修正模块,用于根据预设的标准正弦表,修正所述占空比信号的波形,以使修正后的所述占空比信号,对所述逆变器的输出电压进行调整。
本发明提供的一种逆变器,包括存储器、处理器,所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例任一项所述的逆变器输出电压调整方法的步骤。
本发明提供的一种计算机可读介质,所述计算机可读介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行上述实施例所述的逆变器输出电压调整方法。
本发明提供的逆变器电压调整方法、装置、逆变器及计算机可读介质,可以获取与逆变器相连的负载的实时电压信号,根据实时电压信号,确定期望输出电压信号,然后,根据实时电压信号和期望输出电压信号,确定占空比信号,并根据预设的标准正弦表,修正占空比信号的波形,以使修正后的占空比信号,控制逆变器相连的负载工作,本申请采用实时检测的电压信号,根据实时电压信号和期望输出电压信号,确定占空比信号,采用标准正弦表修正电压信号的波形,从而能够确定逆变器输出,能够实时保持输出电压的正弦度,缓解现有技术中PID控制器中的标准正弦参数不好调试的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的逆变器输出电压调整方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的确定期望输出电压信号的方法流程图;
图3为本发明实施例提供的修正实际电压信号的波形的过程流程图;
图4为本发明实施例提供的双环PID控制系统的工作结构图;
图5为本发明实施例提供的逆变器输出电压调整装置的结果图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供的逆变器电压调整方法、装置、逆变器及计算机可读介质,可以获取与逆变器相连的负载的实时电压信号,根据实时电压信号,确定期望输出电压信号,然后,根据实时电压信号和期望输出电压信号,确定占空比信号,并根据预设的标准正弦表,修正占空比信号的波形,以使修正后的占空比信号,控制逆变器相连的负载工作,本申请采用实时检测的电压信号,根据实时电压信号和期望输出电压信号,确定占空比信号,采用标准正弦表修正电压信号的波形,从而能够确定逆变器输出,能够实时保持输出电压的正弦度,缓解现有技术中PID控制器中的标准正弦参数不好调试的问题。
以下结合附图详细进行说明:
结合图1所示,本发明提供的一种逆变器输出电压调整方法,所述方法包括:
S110:获取与逆变器相连的负载的实时电压信号。该方法可以应用于逆变器中,该逆变器可以实时获取负载端的电压信号,特别是在负载端进行信号改变时,实时获取了该改变的信号。负载端进行信号改变的时机可以为,负载的突然变大,负载突然变小,同时,在负载突然变大时,会拉低负载端的电压值,负载突然变小,会拉高负载端的电压值。
S120:根据实时电压信号,确定期望输出电压信号。
在本发明中,可以采用双环控制的方法,该期望输出电压信号可以通过外环控制中获取,结合图2所示,具体可以包括:
S121:根据实时电压信号,计算实际输出电压均值。
该实际输出电压均值可以为采集多个周期的电压信号,采用如下公式:
Figure BDA0002172985470000051
其中,n为周期数,
Figure BDA0002172985470000052
为实际输出电压均值,Vn为第n个周期的电压信号,
Figure BDA0002172985470000053
为通过多个电压信号Vn求取实际输出电压均值。
S122:根据实际输出电压均值与期望电压均值,确定期望输出电压平均值。
具体方式可以包括:计算实际输出电压均值与期望电压均值的压差值;根据实际输出电压均值与期望电压均值的压差值,确定期望输出电压平均值。
首先,实际输出电压均值与期望电压均值的压差,可以具有符号,即,实际输出电压均值减去期望电压均值,如果得到负数,即实际输出电压均值小于期望电压均值,需要比前一次期望输出电压平均值来说,进行上调期望输出电压平均值来满足实际输出电压均值较小的情况。如果得到正数,即实际输出电压均值大于期望电压均值,需要比前一次期望输出电压平均值来说,进行下调期望输出电压平均值来满足实际输出电压均值较小的情况。
步骤S120还可以为,可以通过判断实际输出电压均值与期望电压均值的大小,当实际输出电压均值大于期望电压均值时,确定相比于上一次来说,需要下拉,然后,计算实际输出电压均值与期望电压均值的压差的绝对值,根据实际输出电压均值与期望电压均值的压差值,确定期望输出电压平均值。当实际输出电压均值小于期望电压均值时,确定相比于上一次来说,需要上拉,然后,计算实际输出电压均值与期望电压均值的压差的绝对值,根据实际输出电压均值与期望电压均值的压差值,确定期望输出电压平均值。
作为一个示例,当采用双环控制时,可以将实际输出电压均值与期望电压均值的压差值输入到PID控制器中,即可输出期望输出电压平均值。
S123:将期望输出电压平均值与标准正弦表相乘,得到期望输出电压信号。
由于正常情况下的电压信号为交流电,所以期望输出电压信号也为交流电,对于期望输出电压平均值来说,为一个数值,所以,要想得到交流电,则需要乘以一个正弦波形,而为了正弦波形更加精确,可以乘以标准正弦表,即将标准正弦表中包括的每个数值均乘以期望输出电压平均值。从而得到期望输出电压信号。
S130:根据实时电压信号和期望输出电压信号,确定占空比信号。
在实际应用过程中,当调整占空比时,一般是按照能在原有占空比的基础进行固定步长的增加或者减少,从而导致调整的过程比较慢,效率比较低。基于此,由于本申请可以参考期望电压均值,所以,可以实现根据期望电压均值和对应的电压信号中的数值计算占空比具体数值,则步骤S140详细可以按照如下方式进行:
判断实时电压信号与期望输出电压信号的大小;
并在判断出实时电压信号小于期望输出电压信号,根据实时电压信号与期望输出电压信号的压差,确定占空比上调信号;即,与逆变器相连的负载端的电压突然变小,例如,变为空载情况,然后根据实时电压信号与期望输出电压信号的压差,确定占空比上调信号,从而可以通过调整逆变器输出的占空比增加,抑制电压变化占空比,从而减小逆变器输出电压信号由小变为正常的时间,相比于现有技术来说,减小由小于期望电压均值还原为期望电压信号的时间,提高调节效率。
并在判断出所述实时电压信号大于所述期望输出电压信号,即,与逆变器相连的负载端的电压突然变大,例如,负载增加的情况,然后根据所述实时电压信号与所述期望输出电压信号的压差信号,确定占空比下调信号,从而可以通过调整逆变器输出的占空比减小,抑制电压变化占空比,从而减小逆变器输出电压信号由大变为正常的时间,相比于现有技术来说,减小由大于期望电压均值还原为期望电压信号的时间,提高调节效率。
S140:根据预设的标准正弦表,修正占空比信号的波形,以使修正后的占空比信号,对所述逆变器的输出电压进行调整。
由于逆变器正常工作时输出的标准正弦波形的电压信号,同时,占空比控制时,也是以标准正弦波形的电压信号进行控制的,所以根据预设的标准正弦表,修正电压信号的波形,可以为将预设的标准正弦表与占空比信号相乘,以修正占空比信号的波形。从而可以通过将预设的标准正弦表与电压信号相乘的形式,将占空比信号修正为标准的正弦波形形式。
由于电压信号突然改变,则在短时间捏电压信号波形的改变比较大,由于时间比较短,所以要想获取更好的修正效果,结合图3所示,可以首先步骤S141确定所述占空比信号的采样频率,即获取该实时所述占空比信号内一个周期的时间,步骤S142按照采样频率,确定与所述占空比信号包括数据值对应个数的期望电压均值组成标准正弦表;例如,在该采集频率中,所述占空比信号采集20个电压值组成电压波形的信号,则确定20个期望电压均值组成标准正弦表。最后,步骤S143将标准正弦表中的数值与所述占空比信号中的数据值对应相乘,以修正电压信号的波形。
作为一个示例,该方法应用于双环PID控制系统,结合图4所示,示出了双环PID控制系统的结构图,该双环PID控制系统可以包括第一PID控制器21、第二PID控制器22;在外环控制中,将期望电压均值和实际输出电压均值进行压差计算,将计算结果输入到第一PID控制器21中,得到期望输出电压平均值,对于期望输出电压平均值来说,可以根据期望电压均值和实际输出电压均值的压差,进行上调或下调电压平均值,得到期望输出电压平均值,从而能够稳定逆变器输出电压稳定,缓解稳态误差。
在内环控制中,将期望输出电压平均值与标准正弦表相乘,得到期望输出电压信号,获取与逆变器相连的负载的实时电压信号,该实时电压信号为一个周期内电压变化情况,当负载没有变化时,期望输出电压信号与实时电压信号相同,但是当负载端变化时,期望输出电压信号与实时电压信号不相同,则需要采用第二PID控制器22进行调节,具体来说,计算期望输出电压信号与实时电压信号的压差,然后将压差输入到第二PID控制器22中,由于第二PID控制器22计算出来信号为近似正弦值,需要乘以标准正弦表,将其修正为标准的正弦波形,从能将修正后的控制逆变器相连的负载工作。从而能够使得内环控制时,实时保持输出电压的正弦度,特别是实际输出电压信号为突然变化时,但是计算出的实际输出电压均值可以能为期望电压均值时,即外环控制没有检测出信号突变的情况下,更加快速响应,修正电压输出信号。
结合图5所示,本发明提供的一种逆变器输出电压调整装置,所述装置包括:
获取模块510,用于获取与逆变器相连的负载的实时电压信号;
第一确定模块520,用于根据所述实时电压信号,确定期望输出电压信号;
第二确定模块530,用于根据所述实时电压信号和所述期望输出电压信号,确定占空比信号;
修正模块540,用于根据预设的标准正弦表,修正所述占空比信号的波形,以使修正后的所述占空比信号,对所述逆变器的输出电压进行调整。
本发明提供的一种逆变器,包括存储器、处理器,所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例任一项所述的逆变器输出电压调整方法的步骤。
本发明提供的一种计算机可读介质,所述计算机可读介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行上述实施例所述的逆变器输出电压调整方法。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种逆变器输出电压调整方法,其特征在于,所述方法包括:
获取与逆变器相连的负载的实时电压信号;
根据所述实时电压信号,确定期望输出电压信号;
根据所述实时电压信号和所述期望输出电压信号,确定占空比信号;
根据预设的标准正弦表,修正所述占空比信号的波形,以使修正后的所述占空比信号,对所述逆变器的输出电压进行调整;
所述根据所述实时电压信号,确定期望输出电压信号的步骤,包括:
根据所述实时电压信号,计算实际输出电压均值;
根据所述实际输出电压均值与期望电压均值,确定期望输出电压平均值;
将所述期望输出电压平均值与标准正弦表相乘,得到期望输出电压信号。
2.根据权利要求1所述的逆变器输出电压调整方法,其特征在于,所述根据预设的标准正弦表,修正所述占空比信号的波形的步骤,包括:
将预设的标准正弦表与所述占空比信号相乘,以修正所述占空比信号的波形。
3.根据权利要求2所述的逆变器输出电压调整方法,其特征在于,所述将预设的标准正弦表与所述占空比信号相乘,以修正所述占空比信号的波形的步骤,包括:
确定所述占空比信号的采样频率;
按照所述采样频率,确定与所述占空比信号包括数据值对应个数的期望电压均值组成标准正弦表;
将所述标准正弦表中的数值与所述占空比信号中的数据值对应相乘,以修正所述占空比信号的波形。
4.根据权利要求1所述的逆变器输出电压调整方法,其特征在于,所述根据所述实时电压信号和所述期望输出电压信号,确定占空比信号的步骤,包括:
判断所述实时电压信号与所述期望输出电压信号的大小;
并在判断出所述实时电压信号小于所述期望输出电压信号,根据所述实时电压信号与所述期望输出电压信号的压差,确定占空比上调信号;
并在判断出所述实时电压信号大于所述期望输出电压信号,根据所述实时电压信号与所述期望输出电压信号的压差信号,确定占空比下调信号。
5.根据权利要求1所述的逆变器输出电压调整方法,其特征在于,所述根据所述实际输出电压均值与期望电压均值,确定期望输出电压平均值的步骤,包括:
计算所述实际输出电压均值与期望电压均值的压差值;
根据所述实际输出电压均值与期望电压均值的压差值,确定期望输出电压平均值。
6.一种逆变器输出电压调整装置,其特征在于,所述装置包括:
获取模块,用于获取与逆变器相连的负载的实时电压信号;
第一确定模块,用于根据所述实时电压信号,确定期望输出电压信号;
第二确定模块,用于根据所述实时电压信号和所述期望输出电压信号,确定占空比信号;
修正模块,用于根据预设的标准正弦表,修正所述占空比信号的波形,以使修正后的所述占空比信号,对所述逆变器的输出电压进行调整;
所述第一确定模块还用于:
根据所述实时电压信号,计算实际输出电压均值;
根据所述实际输出电压均值与期望电压均值,确定期望输出电压平均值;
将所述期望输出电压平均值与标准正弦表相乘,得到期望输出电压信号。
7.一种逆变器,包括存储器、处理器,所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至5任一项所述的逆变器输出电压调整方法的步骤。
8.一种计算机可读介质,其特征在于,所述计算机可读介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1~5任一项所述的逆变器输出电压调整方法。
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