CN110829863A - 整流器的控制方法、控制装置及整流器 - Google Patents

整流器的控制方法、控制装置及整流器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种整流器的控制方法、控制装置及整流器，控制方法包括建立整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程；对两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程进行矩阵运算，得到运算结果，并基于前馈解耦策略以及运算结果确定解耦后的电流内环控制方程；根据解耦后的电流内环控制方程确定典型I型系统的开环传递函数；对第一开环传递函数进行化简，得到简化后的第一开环传递函数；基于简化后的第一开环传递函数确定电压外环控制结构图；基于电压外环控制结构图确定典型II型系统的开环传递函数。本申请实现了对整流器进行控制时可消除电流跟踪的稳态误差以及对整流器的输入功率因数任意可调的技术效果。

Description

整流器的控制方法、控制装置及整流器
技术领域
本发明实施例涉及整流器技术领域，尤其涉及一种整流器的控制方法、控制装置及整流器。
背景技术
系统控制器是PWM(脉冲宽度调制)整流器的核心部分，选择正确合适的控制策略能使得整流器具有较好的整体特性，不同的控制器对整流器的指标参数都有很大影响。目前比较广泛应用的脉宽调制方式有正弦波脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)两种方式。空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略最早是由日本学者在上世纪八十年代提出的，当时是针对交流电机变频驱动提出的一种异于SPWM控制的通过切换变流器空间电压矢量来获得准圆形旋转磁场，人们发现通过这种方法能获得比SPWM控制更好的系统性能。相比SPWM控制，SVPWM控制能够提高变流器直流电压利用率，获得更小的电流谐波，更易于数字化控制，系统的动态响应更快。
发明内容
本发明提供一种整流器的控制方法、控制装置及整流器，以实现对整流器进行控制时可消除电流跟踪的稳态误差以及对整流器的输入功率因数任意可调的技术效果。
本发明实施例提供了一种整流器的控制方法，包括：建立整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程；对所述两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程进行矩阵运算，得到运算结果，并基于前馈解耦策略以及所述运算结果确定解耦后的电流内环控制方程；根据解耦后的所述电流内环控制方程确定典型I型系统的开环传递函数；其中，所述典型I型系统的开环传递函数为第一开环传递函数；对所述第一开环传递函数进行化简，得到简化后的第一开环传递函数；基于简化后的所述第一开环传递函数确定电压外环控制结构图；基于所述电压外环控制结构图确定典型II型系统的开环传递函数；其中，所述典型II型系统的开环传递函数为第二开环传递函数。
进一步地，所述建立整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程包括：建立整流器在三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程；基于所述三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程确定整流器在两相静止坐标系下的数学模型矩阵方程；基于所述两相静止坐标系下的数学模型矩阵方程确定整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程。
进一步地，所述建立整流器在三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程包括：第一建立步骤，建立电感电流变量的回路电压方程和电容电压变量的节点电流方程，其中，所述节点电流方程包括第一节点电流方程以及第二节点电流方程；方程整理步骤，通过所述电感电流变量的回路电压方程和所述第一节点电流方程确定第一电容的基尔霍夫方程，以及，通过所述电感电流变量的回路电压方程和所述第二节点电流方程确定第二电容的基尔霍夫方程；模型建立步骤，通过所述第一建立步骤、所述方程整理步骤中的各方程，确定整流器的数学建模方程组；第一模型确定步骤，基于所述数学模型方程组确定标准状态矩阵方程；第二模型确定步骤，基于所述标准状态矩阵方程确定整流器在三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程。
进一步地，所述对所述两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程进行矩阵运算，得到运算结果，并基于前馈解耦策略以及所述运算结果确定解耦后的电流内环控制方程包括：对所述两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程进行矩阵运算，得到电流变量方程组；基于前馈解耦策略建立解耦方程，并将所述解耦方程带入所述电流变量方程组得到解耦后的电流内环控制方程。
进一步地，所述根据解耦后的所述电流内环控制方程确定典型I型系统的开环传递函数包括：将解耦后的所述电流内环控制方程转化到实数域，得到实数域下的所述电流内环控制方程；令实数域内的所述电流内环控制方程中的电流参考值为0，得到解耦后的电流内环有功电流等效结构图；将所述电流内环有功电流等效结构图中的传递函数变换为零极点形式，并对转换后的所述电流内环有功电流等效结构图进行简化，得到典型I型系统的开环传递函数。
进一步地，所述对所述第一开环传递函数进行化简，得到简化后的第一开环传递函数包括：基于典型I型系统的参数整定关系对所述第一开关传递函数进行化简，得到化简后的第一开环传递函数。
进一步地，在所述基于所述电压外环控制结构图确定典型II型系统的开环传递函数之后，所述控制方法还包括：基于所述典型II型系统的参数整定关系对整流器的控制参数进行调整；其中，所述控制参数包括所述第二开环传递函数中的各参数。
本发明实施例还提供了一种整流器的控制装置，包括：模型建立模块，用于建立整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程；方程确定模块，用于对所述两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程进行矩阵运算，得到运算结果，并基于前馈解耦策略以及所述运算结果确定解耦后的电流内环控制方程；第一函数确定模块，用于根据解耦后的所述电流内环控制方程确定典型I型系统的开环传递函数；其中，所述典型I型系统的开环传递函数为第一开环传递函数；化简模块，用于对所述第一开环传递函数进行化简，得到简化后的第一开环传递函数；控制结构确定模块，用于基于简化后的所述第一开环传递函数确定电压外环控制结构图；第二函数确定模块，用于基于所述电压外环控制结构图确定典型II型系统的开环传递函数；其中，所述典型II型系统的开环传递函数为第二开环传递函数。
进一步地，所述模型建立模块包括：第一模型建立单元，用于建立整流器在三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程；第二模型建立单元，用于基于所述三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程确定整流器在两相静止坐标系下的数学模型矩阵方程；第三模型建立单元，用于基于所述两相静止坐标系下的数学模型矩阵方程确定整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程。
本发明实施例还提供了一种整流器，所述整流器包括上述实施例所述的一种整流器的控制装置。
本发明公开了一种整流器的控制方法、控制装置及整流器，控制方法包括建立整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程；对两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程进行矩阵运算，得到运算结果，并基于前馈解耦策略以及运算结果确定解耦后的电流内环控制方程；根据解耦后的电流内环控制方程确定典型I型系统的开环传递函数；对第一开环传递函数进行化简，得到简化后的第一开环传递函数；基于简化后的第一开环传递函数确定电压外环控制结构图；基于电压外环控制结构图确定典型II型系统的开环传递函数。本申请在dq坐标系建模的基础上提出了电压外环和电流内环的双环控制系统，解决了现有整流器的控制方法中在电流跟踪时会产生稳态误差的技术问题，实现了对整流器进行控制时可消除电流跟踪的稳态误差以及对整流器的输入功率因数任意可调的技术效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种整流器的控制方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的三相VIENNA整流器的等效开关模型的示意图；
图3是本发明实施例提供的三相静止abc坐标系下数学建模的等效模型图；
图4(a)是本发明实施例提供的三相静止坐标变换到两相静止坐标的坐标变换示意图；
图4(b)是本发明实施例提供的两相静止坐标变换到两相同步旋转坐标的坐标变换示意图；
图5是本发明实施例提供的两相同步旋转dq坐标系数学建模的等效模型示意图；
图6是本发明实施例提供的电流内环前馈解耦控制示意图；
图7(a)是本发明实施例提供的d坐标轴有功分量的电流内环等效结构示意图；
图7(b)是本发明实施例提供的q坐标轴无功分量的电流内环等效结构示意图；
图8是本发明实施例提供的电流内环有功电流等效结构图；
图9是本发明实施例提供的电流内环控制简化结构图；
图10是本发明实施例提供的电压外环的等效控制结构图；
图11是本发明实施例提供的化简后的电压外环控制结构图；
图12是本发明实施例提供的一种整流器的控制装置的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。本发明下述各个实施例可以单独执行，各个实施例之间也可以相互结合执行，本发明实施例对此不作具体限制。
实施例一：
图1是本发明实施例提供的一种整流器的控制方法的流程图。
以VIENNA整流器为例，对本申请提供的整流器的控制方法进行说明。如图1所示，该整流器的控制方法包括如下步骤：
步骤S101，建立整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程。
可选地，步骤S101，建立整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程包括：步骤S1011，建立整流器在三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程。图2是本发明实施例提供的三相VIENNA整流器的等效开关模型的示意图。
可选地，步骤S1011，建立整流器在三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程包括：
第一建立步骤，建立电感电流变量的回路电压方程和电容电压变量的节点电流方程，其中，节点电流方程包括第一节点电流方程以及第二节点电流方程。
具体地，如图2所示，UAO、UBO、UCO分别是三相的相电压，UON是中点电压，将图2中的电感电流ia、ib、ic和电容电压Udc1、Udc2作为建模分析的变量，分别对电感电流变量的回路电压和电容电压变量的节点电流列基尔霍夫方程。首先由图2可以得到电感电流变量得回路电压方程如下：
Figure BDA0002275182710000071
再对P节点列出电容电压变量的节点电流方程，即第一节点电流方程如下：
Figure BDA0002275182710000072
方程整理步骤，通过电感电流变量的回路电压方程和第一节点电流方程确定第一电容C1的基尔霍夫方程，以及，通过电感电流变量的回路电压方程和第二节点电流方程确定第二电容C2的基尔霍夫方程。
具体地，通过第一建立步骤中的电感电流变量的回路电压方程(即方程(1))和第一节点电流方程(即方程(2))确定第一电容C1的基尔霍夫方程为：
同理，列出n节点的电容电压变量的节点电流方程，即第二节点电流方程，并通过电感电流变量的回路电压方程和第二节点电流方程确定第二电容C1的基尔霍夫方程为：
模型建立步骤，通过第一建立步骤、方程整理步骤中的各方程，确定整流器的数学建模方程组；
具体地，整理上述方程(1)，(2)，(3)，(4)，得到三相VIENNA整流器的数学建模方程组为：
Figure BDA0002275182710000083
第一模型确定步骤，基于数学模型方程组确定标准状态矩阵方程。
具体地，对上述三相VIENNA整流器的数学建模方程组(5)进行整理，得到三相VIENNA整流器数学模型的标准状态矩阵方程式为：
Figure BDA0002275182710000084
其中，
A＝diag[L，L，L，C1，C2]
Figure BDA0002275182710000091
X＝diag[ia，ib，ic，Udc1，Udc2]
C＝diag[1，1，1，0，0]
E＝diag[ea，eb，ec，0，0]
第二模型确定步骤，基于标准状态矩阵方程确定整流器在三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程。
具体地，对上述三相VIENNA整流器数学模型的标准状态矩阵方程式(6)进行整理，得到三相VIENNA整流器在三相静止abc坐标系下的数学模型如下：
Figure BDA0002275182710000092
图3是本发明实施例提供的三相静止abc坐标系下数学建模的等效模型图。三相VIENNA整流器在三相静止abc坐标系下的数学模型的等效模型如图3所示，电路每相电流和直流侧电压都是由各种开关表达式同决定的，电路是强耦合非线性系统，控制比较复杂，因此为了便于控制，需要继续建立它在两相同步旋转dq坐标下的数学模型。
步骤S1012，基于三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程确定整流器在两相静止坐标系下的数学模型矩阵方程。
步骤S1013，基于两相静止坐标系下的数学模型矩阵方程确定整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程。
具体地，三相静止坐标变换到两相同步旋转坐标需要经过“abc”→“αβ”和“αβ”→“dq”两个过程，图4(a)是本发明实施例提供的三相静止坐标变换到两相静止坐标的坐标变换示意图，以及图4(b)是本发明实施例提供的两相静止坐标变换到两相同步旋转坐标的坐标变换示意图。如图4(a)和(b)所示，首先把三相静止坐标系中的变量变换到两相静止坐标中(即“abc”→“αβ”)，有：
[eα，eβ]T＝Tabc/αβ[ea，eb，ec]T
[ia，iβ]T＝Tabc/αβ[ia，ib，ic]T
[Sαp，Sβp]T＝Tabc/αβ[Sap，Sbp，Scp]T
[Sαn，Sβn]T＝Tabc/αβ[San，Sbn，Scn]T (8)
其中：
Figure BDA0002275182710000102
整理式(7)、(8)得三相VIENNA整流器在两相静止坐标系下的数学模型的矩阵方程组：
再进行两相静止坐标系到两相同步旋转坐标系的变换，有：
[ed，eq]T＝Tαβ/dq[eα，eβ]T
[id，iq]T＝Tαβ/dq[iα，iβ]T
[Sdp，Sqp]T＝Tαβ/dq[Sαp，Sβp]T
[Sdn，Sqn]T＝Tαβ/dq[Sαn，Sβn]T (10)
整理式(7)、(10)可以得到三相VIENNA整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程式如下：
Figure BDA0002275182710000112
其中，三相VIENNA整流器在两相同步旋转dq坐标系下的等效模型如图5所示。
步骤S102，对两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程进行矩阵运算，得到运算结果，并基于前馈解耦策略以及运算结果确定解耦后的电流内环控制方程。
可选地，步骤S102，对所两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程进行矩阵运算，得到运算结果，并基于前馈解耦策略以及运算结果确定解耦后的电流内环控制方程包括如下步骤：
步骤S1021，对两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程进行矩阵运算，得到电流变量方程组；
具体地，对两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程(11)进行矩阵运算，得到电流变量方程组，即上述运算结果如下：
Figure BDA0002275182710000121
其中，
Figure BDA0002275182710000122
式(12)可以看出dq坐标系下电流变量相互耦合，这会给控制器设计带来麻烦，若电流内环采用PI(比例-积分)控制，可以采用前馈解耦策略，电流内环采用前馈解耦策略达到解耦目的，解耦后电流内环变成了两个单独的惯性环节闭环系统，可以分别对有功和无功分量进行控制。
步骤S1022，基于前馈解耦策略建立解耦方程，并将解耦方程带入电流变量方程组得到解耦后的电流内环控制方程。
图6是本发明实施例提供的电流内环前馈解耦控制示意图。
具体地，设式(13)中的Kpi、Kii分别是电流内环的比例和积分环节的增益，idref、iqref分别是d、q坐标轴的电流参考值，式(13)即为解耦方程：
Figure BDA0002275182710000131
将式(13)解耦方程带入到(12)电流变量方程组中，得解耦后的电流内环控制方程如下：
Figure BDA0002275182710000132
步骤S103，根据解耦后的电流内环控制方程确定典型I型系统的开环传递函数；其中，典型I型系统的开环传递函数为第一开环传递函数；
可选地，步骤S103，根据解耦后的电流内环控制方程确定典型I型系统的开环传递函数包括如下步骤：
步骤S1031，将解耦后的所述电流内环控制方程转化到实数域，得到实数域下的电流内环控制方程。
具体地，将解耦后的电流内环控制方程转化到实数域(S)得：
Figure BDA0002275182710000133
其等效框图如图7(a)和图7(b)所示，其中，图7(a)是d坐标轴有功分量的电流内环等效结构示意图，图7(b)是q坐标轴无功分量的电流内环等效结构示意图。通过式(15)可得，前馈解耦策略可以达到解耦目的，解耦后电流内环变成了两个单独的惯性环节闭环系统，可以分别对有功和无功分量进行控制。
步骤S1032，令实数域内的电流内环控制方程中的电流参考值为0，得到解耦后的电流内环有功电流等效结构图。
具体地，为了实现单位功率因数，通常会令电流内环控制方程中的电流参考值iqref＝0，这样可得到解耦后电流内环有功电流id的等效作用结构图。图8是本发明实施例提供的电流内环有功电流等效结构图。其中Ts为内环电流采样周期，也就是PWM的开关周期，1/(Tss+1)为电流采样延迟惯性环节，1/(0.5Tss+1)为PWM波形输出延迟惯性环节。
步骤S1033，将电流内环有功电流等效结构图中的传递函数变换为零极点形式，并对转换后的所述电流内环有功电流等效结构图进行简化，得到典型I型系统的开环传递函数。
具体地，将图8中的传递函数模块都写成零极点形式，即作如下变换：
Figure BDA0002275182710000141
将小时间常数惯性环节1/(Tss+1)和1/(0.5Tss+1)合并，省略s2项得到最终的电流内环简化控制结构图，图9是本发明实施例提供的电流内环控制简化结构图。考虑电流环要具有较快的跟随性能，因此选择按照典型I型系统设计电流内环控制器，由图9的电流结构图可得，只要令τi＝L/R即可让电路的PI控制环节的零点和电流控制对象的极点抵消，得到典型I型的开环传递函数，即上述第一开环传递函数如下：
Figure BDA0002275182710000142
步骤S104，对第一开环传递函数进行化简，得到简化后的第一开环传递函数。
可选地，步骤S104，对第一开环传递函数进行化简，得到简化后的第一开环传递函数包括：基于典型I型系统的参数整定关系对第一开关传递函数进行化简，得到化简后的第一开环传递函数。
具体地，根据典型I型系统设计参数整定关系，取电流控制器的阻尼比ε＝√2/2时，得到：
根据式(17)和式(18)整理得：
Figure BDA0002275182710000152
当开关频率远大于电网频率即Ts很小时，我们可以把s2忽略不计，整理可得化简后的第一开环传递函数：
Figure BDA0002275182710000153
式(20)表明，按照典型I型系统设计整定时，电流内环控制器等效为一个小时间常数的惯性环节，时间常数是3Ts，这就说明当PWM控制的采样频率足够高，周期Ts足够小时就能满足电流的快速跟踪电网电压的特性。
步骤S105，基于简化后的第一开环传递函数确定电压外环控制结构图。
具体地，电压外环的目的是使直流侧的电压稳定输出，相对电流环快速跟踪调节的特性，电压环的调节速度可以比电流环慢的多。分析电压外环PI控制时要将电流环当做电压环的一个传递函数模块放在电压环的结构图中，研究中认为电压外环的采样延迟和电流内环的采样延迟一样都是时间常数是Ts的惯性环节。在采样周期足够小时，已分析得到电流内环的等效传递函数为Hci(s)＝1/(1+3Tss)，这样就可以得到电压环的等效控制结构图如图10所示。
步骤S106，基于电压外环控制结构图确定典型II型系统的开环传递函数；其中，典型II型系统的开环传递函数为第二开环传递函数。
具体地，如图10所示，Kpu、Kiu分别是电压外环的比例和积分环节的增益，Udcref是电压外环的参考值。先把惯性环节1/(Tss+1)和Hci(s)＝1/(1+3Tss)合并，并且把s2忽略不计，然后认为iL是系统的干扰项，忽略它的作用，最后把电压外环的PI控制改写成零极点形式，如式(21)，这样可以得到简化后的电压外环控制结构图，如图11所示。
Figure BDA0002275182710000161
考虑到电压环调节速度相比电流内环较慢，主要是着重于系统的抗干扰能力，因此按照典型II型系统设计电压外环控制器，可以由图11直接得到典型II型系统的开环传递函数为式(21)，即第二开环传递函数。
可选地，在步骤S106，基于电压外环控制结构图确定典型II型系统的开环传递函数之后，该整流器的控制方法还包括：基于典型II型系统的参数整定关系对整流器的控制参数进行调整；其中，控制参数包括第二开环传递函数中的各参数。
具体地，可以得到电压外环系统的中频宽hu为式(23)：
Figure BDA0002275182710000163
由典型II型系统的参数整定关系可得到式(24)：
Figure BDA0002275182710000171
在实际工程中，需要综合考虑系统的抗干扰性和跟随性，通常选择中频hu＝5＝τu/4Ts，代入式(23)可得到式(25)，既而解得电压外环PI控制的参数选择参考公式为式(26)、(27)：
τu＝20Ts (25)
Figure BDA0002275182710000172
Figure BDA0002275182710000173
式(25)和式(26)给出了电压外环PI控制的参数的参考公式，需要指出的是，这种参数计算方法都是在一定的简化合并的基础上获得的，依据这种公式获得的PI参数只能是系统控制的起点，在实际工程中还需要在此基础上进行调整，包括电流内环也一样，都要根据实际情况在公式计算得到的参数基础上进行调整，从而最终得到控制效果更好的控制器参数。
本发明公开了一种整流器的控制方法，包括建立整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程；对两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程进行矩阵运算，得到运算结果，并基于前馈解耦策略以及运算结果确定解耦后的电流内环控制方程；根据解耦后的电流内环控制方程确定典型I型系统的开环传递函数；对第一开环传递函数进行化简，得到简化后的第一开环传递函数；基于简化后的第一开环传递函数确定电压外环控制结构图；基于电压外环控制结构图确定典型II型系统的开环传递函数。本申请在dq坐标系建模的基础上提出了电压外环和电流内环的双环控制系统，解决了现有整流器的控制方法中在电流跟踪时会产生稳态误差的技术问题，实现了对整流器进行控制时可消除电流跟踪的稳态误差以及对整流器的输入功率因数任意可调的技术效果。
实施例二：
本发明实施例还提供了一种整流器的控制装置，该控制装置用于执行本发明实施例一所提供的整流器的控制方法，以下对本发明实施例提供的整流器的控制装置做具体介绍。
图12是本发明实施例提供的一种整流器的控制装置的结构图，如图4所示，该整流器的控制装置主要包括：模型建立模块11，方程确定模块12，第一函数确定模块13，化简模块14，控制结构确定模块15，第二函数确定模块16，其中：
模型建立模块11，用于建立整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程。
方程确定模块12，用于对两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程进行矩阵运算，得到运算结果，并基于前馈解耦策略以及运算结果确定解耦后的电流内环控制方程。
第一函数确定模块13，用于根据解耦后的电流内环控制方程确定典型I型系统的开环传递函数；其中，典型I型系统的开环传递函数为第一开环传递函数。
化简模块14，用于对第一开环传递函数进行化简，得到简化后的第一开环传递函数。
控制结构确定模块15，用于基于简化后的第一开环传递函数确定电压外环控制结构图。
第二函数确定模块16，用于基于电压外环控制结构图确定典型II型系统的开环传递函数；其中，典型II型系统的开环传递函数为第二开环传递函数。
本发明提供的整流器的控制装置解决了现有技术中的整流器在电流跟踪时会产生稳态误差的技术问题，实现了对整流器进行控制时可消除电流跟踪的稳态误差以及对整流器的输入功率因数任意可调的技术效果。
可选地，模型建立模块11包括：
第一模型建立单元，用于建立整流器在三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程。
第二模型建立单元，用于基于三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程确定整流器在两相静止坐标系下的数学模型矩阵方程。
第三模型建立单元，用于基于两相静止坐标系下的数学模型矩阵方程确定整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程。
可选地，第一模型建立单元用于执行如下步骤：
第一建立步骤，建立电感电流变量的回路电压方程和电容电压变量的节点电流方程，其中，节点电流方程包括第一节点电流方程以及第二节点电流方程；
方程整理步骤，通过电感电流变量的回路电压方程和第一节点电流方程确定第一电容的基尔霍夫方程，以及，通过电感电流变量的回路电压方程和第二节点电流方程确定第二电容的基尔霍夫方程；
模型建立步骤，通过第一建立步骤、方程整理步骤中的各方程，确定整流器的数学建模方程组；
第一模型确定步骤，基于数学模型方程组确定标准状态矩阵方程；
第二模型确定步骤，基于标准状态矩阵方程确定整流器在三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程。
可选地，方程确定模块12包括：
运算单元，用于对两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程进行矩阵运算，得到电流变量方程组；
解耦单元，用于基于前馈解耦策略建立解耦方程，并将解耦方程带入电流变量方程组得到解耦后的电流内环控制方程。
可选地，第一函数确定模块13包括：
实数域转化单元，用于将解耦后的电流内环控制方程转化到实数域，得到实数域下的电流内环控制方程；
第一等效单元，用于令实数域内的电流内环控制方程中的电流参考值为0，得到解耦后的电流内环有功电流等效结构图；
第一简化单元，用于将电流内环有功电流等效结构图中的传递函数变换为零极点形式，并对转换后的电流内环有功电流等效结构图进行简化，得到典型I型系统的开环传递函数。
可选地，化简模块14包括：第二简化单元，用于基于典型I型系统的参数整定关系对第一开关传递函数进行化简，得到化简后的第一开环传递函数。
可选地，该整流器的控制装置还包括：
参数调整模块，用于基于典型II型系统的参数整定关系对整流器的控制参数进行调整；其中，控制参数包括第二开环传递函数中的各参数。
本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
本发明实施例提供的整流器的控制方法，与上述实施例提供的整流器的控制装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
实施例三：
本发明实施例还提供了一种整流器，该整流器包括上述实施例所述的一种整流器的控制装置。
本发明提供的整流器解决了现有技术中的整流器在电流跟踪时会产生稳态误差的技术问题，实现了对整流器进行控制时可消除电流跟踪的稳态误差以及对整流器的输入功率因数任意可调的技术效果。
在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种整流器的控制方法，其特征在于，包括：
建立整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程；
对所述两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程进行矩阵运算，得到运算结果，并基于前馈解耦策略以及所述运算结果确定解耦后的电流内环控制方程；
根据解耦后的所述电流内环控制方程确定典型I型系统的开环传递函数；其中，所述典型I型系统的开环传递函数为第一开环传递函数；
对所述第一开环传递函数进行化简，得到简化后的第一开环传递函数；
基于简化后的所述第一开环传递函数确定电压外环控制结构图；
基于所述电压外环控制结构图确定典型II型系统的开环传递函数；其中，所述典型II型系统的开环传递函数为第二开环传递函数。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述建立整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程包括：
建立整流器在三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程；
基于所述三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程确定整流器在两相静止坐标系下的数学模型矩阵方程；
基于所述两相静止坐标系下的数学模型矩阵方程确定整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述建立整流器在三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程包括：
第一建立步骤，建立电感电流变量的回路电压方程和电容电压变量的节点电流方程，其中，所述节点电流方程包括第一节点电流方程以及第二节点电流方程；
方程整理步骤，通过所述电感电流变量的回路电压方程和所述第一节点电流方程确定第一电容的基尔霍夫方程，以及，通过所述电感电流变量的回路电压方程和所述第二节点电流方程确定第二电容的基尔霍夫方程；
模型建立步骤，通过所述第一建立步骤、所述方程整理步骤中的各方程，确定整流器的数学建模方程组；
第一模型确定步骤，基于所述数学模型方程组确定标准状态矩阵方程；
第二模型确定步骤，基于所述标准状态矩阵方程确定整流器在三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述对所述两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程进行矩阵运算，得到运算结果，并基于前馈解耦策略以及所述运算结果确定解耦后的电流内环控制方程包括：
对所述两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程进行矩阵运算，得到电流变量方程组；
基于前馈解耦策略建立解耦方程，并将所述解耦方程带入所述电流变量方程组得到解耦后的电流内环控制方程。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据解耦后的所述电流内环控制方程确定典型I型系统的开环传递函数包括：
将解耦后的所述电流内环控制方程转化到实数域，得到实数域下的所述电流内环控制方程；
令实数域内的所述电流内环控制方程中的电流参考值为0，得到解耦后的电流内环有功电流等效结构图；
将所述电流内环有功电流等效结构图中的传递函数变换为零极点形式，并对转换后的所述电流内环有功电流等效结构图进行简化，得到典型I型系统的开环传递函数。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述对所述第一开环传递函数进行化简，得到简化后的第一开环传递函数包括：
基于典型I型系统的参数整定关系对所述第一开关传递函数进行化简，得到化简后的第一开环传递函数。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述基于所述电压外环控制结构图确定典型II型系统的开环传递函数之后，所述控制方法还包括：
基于所述典型II型系统的参数整定关系对整流器的控制参数进行调整；其中，所述控制参数包括所述第二开环传递函数中的各参数。
8.一种整流器的控制装置，其特征在于，包括：
模型建立模块，用于建立整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程；
方程确定模块，用于对所述两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程进行矩阵运算，得到运算结果，并基于前馈解耦策略以及所述运算结果确定解耦后的电流内环控制方程；
第一函数确定模块，用于根据解耦后的所述电流内环控制方程确定典型I型系统的开环传递函数；其中，所述典型I型系统的开环传递函数为第一开环传递函数；
化简模块，用于对所述第一开环传递函数进行化简，得到简化后的第一开环传递函数；
控制结构确定模块，用于基于简化后的所述第一开环传递函数确定电压外环控制结构图；
第二函数确定模块，用于基于所述电压外环控制结构图确定典型II型系统的开环传递函数；其中，所述典型II型系统的开环传递函数为第二开环传递函数。
9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述模型建立模块包括：
第一模型建立单元，用于建立整流器在三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程；
第二模型建立单元，用于基于所述三相静止坐标系下的数学模型矩阵方程确定整流器在两相静止坐标系下的数学模型矩阵方程；
第三模型建立单元，用于基于所述两相静止坐标系下的数学模型矩阵方程确定整流器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型矩阵方程。
10.一种整流器，其特征在于，所述整流器包括上述权利要求8-9中任一项所述的一种整流器的控制装置。
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