CN112271909A - 母线平衡桥均压控制方法及装置 - Google Patents

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陈威龙
陈培钦
唐新雨
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Abstract

本发明提供了一种母线平衡桥均压控制方法及装置，该方法包括：获取目标平衡桥输入侧正负母线之间的电压差、以及目标平衡桥对应的调节电感的电感电流；若电压差小于预设压差，则基于预设的外环电压的给定值、电压差、以及预设的第一外环控制器确定内环电流的给定值；若电压差不小于预设压差，则基于预设的外环电压的给定值、电压差、以及预设的第二外环控制器确定内环电流的给定值；第一外环控制器的调节速度小于第二外环控制器的调节速度；基于内环电流的给定值、电感电流、以及预设的内环控制器确定目标平衡桥的控制量；基于目标平衡桥的控制量对目标平衡桥进行均压控制。本发明提供的母线平衡桥均压控制方法及装置能够实现更好的控制效果。

Description

母线平衡桥均压控制方法及装置
技术领域
本发明属于电气控制技术领域，更具体地说，是涉及一种母线平衡桥均压控制方法及装置。
背景技术
为了防止母线电压跑偏，针对母线平衡桥的控制方案应运而生，目前应用最广泛的即为双闭环控制。
现有的双闭环控制方案中，外环控制器和内环控制器都是固定的，此种控制方式会导致控制参数难以确定。已知控制平衡的本质是控制正负母线的压差，控制参数选的过大时，会导致过控，虽然控制环路能够在母线出现较大波动时把母线电压拉回平衡点，但是后续收敛很慢，容易引起母线更大的波动，并且当母线出现小的波动时，控制参数过大反而会引起更大的母线波动。而控制参数选的太小时，容易达不到既定的控制效果；
因此，如何提供一种母线平衡桥控制方案，以提高对母线平衡桥的控制效果成为本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种母线平衡桥均压控制方法及装置，以提高对母线平衡桥的控制效果。
本发明实施例的第一方面，提供了一种母线平衡桥均压控制方法，包括：
获取目标平衡桥输入侧正负母线之间的电压差、以及目标平衡桥对应的调节电感的电感电流；其中，所述调节电感为连接在正负母线中点与目标平衡桥中点之间的电感；
判断所述电压差与预设压差的大小关系，若所述电压差小于预设压差，则基于预设的外环电压的给定值、所述电压差、以及预设的第一外环控制器确定内环电流的给定值；若所述电压差不小于预设压差，则基于预设的外环电压的给定值、所述电压差、以及预设的第二外环控制器确定内环电流的给定值；其中，所述第一外环控制器的调节速度小于所述第二外环控制器的调节速度；
基于所述内环电流的给定值、所述电感电流、以及预设的内环控制器确定目标平衡桥的控制量；
基于所述目标平衡桥的控制量对所述目标平衡桥进行均压控制。
可选的，在获取目标平衡桥输入侧正负母线之间的电压差之前，还包括确定正负母线之间的电压差的步骤；
所述确定正负母线之间的电压差的步骤包括：
采集目标平衡桥输入侧的正母线对地电压和负母线对地电压；
基于所述正母线对地电压和所述负母线对地电压确定正负母线之间的电压差。
可选的，所述基于所述内环电流的给定值、所述电感电流、以及预设的内环控制器确定目标平衡桥的控制量，包括：
根据所述内环电流的给定值以及所述电感电流确定内环电流的误差值；
将所述内环电流的误差值输入至预设的内环控制器中，得到目标平衡桥的控制量。
可选的，所述基于所述目标平衡桥的控制量对所述目标平衡桥进行均压控制，包括：
基于所述目标平衡桥的控制量确定所述目标平衡桥上各个开关管的占空比调节量；
基于所述各个开关管的占空比调节量对所述各个开关管的驱动脉冲的占空比进行调节。
可选的，所述第一外环控制器为比例积分控制器，所述第二外环控制器为比例控制器。
可选的，所述内环控制器为比例控制器。
可选的，所述外环电压的给定值为0。
本发明实施例的第二方面，提供了一种母线平衡桥均压控制装置，包括：
数据采集模块，用于获取目标平衡桥输入侧正负母线之间的电压差、以及目标平衡桥对应的调节电感的电感电流；其中，所述调节电感为连接在正负母线中点与目标平衡桥中点之间的电感；
外环控制模块，用于判断所述电压差与预设压差的大小关系，若所述电压差小于预设压差，则基于预设的外环电压的给定值、所述电压差、以及预设的第一外环控制器确定内环电流的给定值；若所述电压差不小于预设压差，则基于预设的外环电压的给定值、所述电压差、以及预设的第二外环控制器确定内环电流的给定值；其中，所述第一外环控制器的调节速度小于所述第二外环控制器的调节速度；
内环控制模块，用于基于所述内环电流的给定值、所述电感电流、以及预设的内环控制器确定目标平衡桥的控制量；
控制输出模块，用于基于所述目标平衡桥的控制量对所述目标平衡桥进行均压控制。
本发明实施例提供的母线平衡桥均压控制方法及装置的有益效果在于：
区别于现有技术，本发明在母线电压差较小时，采用调节速度较小的外环控制器对目标平衡桥进行调节，可有效避免控制参数选的过大而导致的过控问题。本发明在母线电压差较大时，采用调节速度较大的外环控制器对目标平衡桥进行调节，可有效避免控制参数选的过小而导致的无法达到控制效果的问题。也就是说，区别于直接调整控制参数的常规解决方案，本发明从另一角度解决了控制参数难以选取的问题，采用本发明的母线平衡桥均压控制方法可以实现更好的控制效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明一实施例提供的母线平衡桥均压控制方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的母线平衡桥均压控制装置的结构框图；
图3为本发明一实施例提供的母线平衡桥的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考图1，图1为本发明一实施例提供的母线平衡桥均压控制方法的流程示意图，该方法包括：
S101：获取目标平衡桥输入侧正负母线之间的电压差、以及目标平衡桥对应的调节电感的电感电流。
在本实施例中，正负母线之间的电压差的确定方法可以为：分别采集目标平衡桥输入侧的正母线对地电压和负母线对地电压，基于正母线对地电压和负母线对地电压确定正负母线之间的电压差。
在本实施例中，可参考图3，调节电感也即连接在正负母线中点N1与目标平衡桥中点N2之间的电感Lr1。
S102：判断电压差与预设压差的大小关系，若电压差小于预设压差，则基于预设的外环电压的给定值、电压差、以及预设的第一外环控制器确定内环电流的给定值；若电压差不小于预设压差，则基于预设的外环电压的给定值、电压差、以及预设的第二外环控制器确定内环电流的给定值；其中，第一外环控制器的调节速度小于第二外环控制器的调节速度。
在本实施例中，可根据电压差的大小确定选择使用的外环控制器，当电压差较小时，选择调节速度较小的外环控制器，当电压差较大时，选择调节速度较大的外环控制器。
其中，需要注意的是，第一外环控制器和第二外环控制器中的第一和第二只是对外环控制器的一个功能性划分，并不意味着一定要设置两个硬件控制器结构，在实际应用中，可分别设置两个外环控制器的实体装置，也可将两个外环控制器的功能集成设置在一个实体装置内，在该实体装置内部通过软件实现两个外环控制器的切换，此处不作限定。
S103：基于内环电流的给定值、电感电流、以及预设的内环控制器确定目标平衡桥的控制量。
在本实施例中，可先基于内环电流的给定值以及电感电流确定内环电流的误差值，再将该内环电流的误差值输入至预设的内环控制器中，得到目标平衡桥的控制量。
S104：基于目标平衡桥的控制量对目标平衡桥进行均压控制。
在本实施例中，可基于目标平衡桥的控制量确定目标平衡桥上各个开关管(也即图3中的Q1、Q2等)的占空比调节量，通过调节各个开关管的驱动脉冲的占空比实现对目标平衡桥的闭环控制。
由上可以得出，区别于现有技术，本发明在母线电压差较小时，采用调节速度较小的外环控制器对目标平衡桥进行调节，可有效避免控制参数选的过大而导致的过控问题。本发明在母线电压差较大时，采用调节速度较大的外环控制器对目标平衡桥进行调节，可有效避免控制参数选的过小而导致的无法达到控制效果的问题。也就是说，区别于直接调整控制参数的常规解决方案，本发明从另一角度解决了控制参数难以选取的问题，采用本发明的母线平衡桥均压控制方法可以实现更好的控制效果。
可选的，作为本发明实施例提供的母线平衡桥均压控制方法的一种具体实施方式，基于电压差以及预设的外环电压的给定值确定内环电流的给定值，包括：
根据电压差以及预设的外环电压的给定值确定母线电压的误差值。
将母线电压的误差值输入至预设的外环控制器中，得到内环电流的给定值。
可选的，作为本发明实施例提供的母线平衡桥均压控制方法的一种具体实施方式，基于预设的外环电压的给定值、电压差、以及预设的第一外环控制器确定内环电流的给定值，包括：
根据预设的外环电压的给定值以及电压差确定外环电压的误差值；
将外环电压的误差值输入至预设的第一外环控制器中，得到内环电流的给定值。
可选的，作为本发明实施例提供的母线平衡桥均压控制方法的一种具体实施方式，基于预设的外环电压的给定值、电压差、以及预设的第二外环控制器确定内环电流的给定值，包括：
根据预设的外环电压的给定值以及电压差确定外环电压的误差值；
将外环电压的误差值输入至预设的第二外环控制器中，得到内环电流的给定值。
可选的，作为本发明实施例提供的母线平衡桥均压控制方法的一种具体实施方式，基于目标平衡桥的控制量对目标平衡桥进行均压控制，包括：
基于目标平衡桥的控制量确定目标平衡桥上各个开关管的占空比调节量。
基于各个开关管的占空比调节量对各个开关管的驱动脉冲的占空比进行调节。
在本实施例中，可通过对各个开关管的驱动脉冲的占空比的调节实现目标平衡桥的闭环控制。
可选的，作为本发明实施例提供的母线平衡桥均压控制方法的一种具体实施方式，第一外环控制器为比例积分控制器，第二外环控制器为比例控制器。
在本实施例中，第一外环控制器可以为比例积分控制器，第二外环控制器可以为比例控制器，其中比例积分控制器和比例控制器可以集成在一个实体装置内，在实体装置的内部通过软件实现两个控制器之间的切换。
当然，第一外环控制器和第二外环控制器并不限于本实施例所提及的比例控制器、比例积分控制器，只要两个控制器满足本发明所限定的调节速度，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
可选的，作为本发明实施例提供的母线平衡桥均压控制方法的一种具体实施方式，内环控制器可以为比例控制器。
可选的，作为本发明实施例提供的母线平衡桥均压控制方法的一种具体实施方式，外环电压的给定值为0。
在本实施例中，外环电压的给定值可以为0，也可以为(-q，+q)。
其中，q为正数，表示预先设置的系统允许误差。
对应于上文实施例的母线平衡桥均压控制方法，图2为本发明一实施例提供的母线平衡桥均压控制装置的结构框图。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。参考图2，该母线平衡桥均压控制装置20包括：数据采集模块21、外环控制模块22、内环控制模块23、控制输出模块24。
其中，数据采集模块21，用于获取目标平衡桥输入侧正负母线之间的电压差、以及目标平衡桥对应的调节电感的电感电流；其中，所述调节电感为连接在正负母线中点与目标平衡桥中点之间的电感。
外环控制模块22，用于判断所述电压差与预设压差的大小关系，若所述电压差小于预设压差，则基于预设的外环电压的给定值、所述电压差、以及预设的第一外环控制器确定内环电流的给定值；若所述电压差不小于预设压差，则基于预设的外环电压的给定值、所述电压差、以及预设的第二外环控制器确定内环电流的给定值；其中，所述第一外环控制器的调节速度小于所述第二外环控制器的调节速度。
内环控制模块23，用于基于所述内环电流的给定值、所述电感电流、以及预设的内环控制器确定目标平衡桥的控制量。
控制输出模块24，用于基于目标平衡桥的控制量对目标平衡桥进行均压控制。
可选的，作为本发明实施例提供的母线平衡桥均压控制装置的一种具体实施方式，在获取目标平衡桥输入侧正负母线之间的电压差之前，还包括确定正负母线之间的电压差的步骤。
确定正负母线之间的电压差的步骤包括：
采集目标平衡桥输入侧的正母线对地电压和负母线对地电压。
基于正母线对地电压和负母线对地电压确定正负母线之间的电压差。
可选的，作为本发明实施例提供的母线平衡桥均压控制装置的一种具体实施方式，基于内环电流的给定值、电感电流、以及预设的内环控制器确定目标平衡桥的控制量，包括：
根据内环电流的给定值以及电感电流确定内环电流的误差值。
将内环电流的误差值输入至预设的内环控制器中，得到目标平衡桥的控制量。
可选的，作为本发明实施例提供的母线平衡桥均压控制装置的一种具体实施方式，基于目标平衡桥的控制量对目标平衡桥进行均压控制，包括：
基于目标平衡桥的控制量确定目标平衡桥上各个开关管的占空比调节量。
基于各个开关管的占空比调节量对各个开关管的驱动脉冲的占空比进行调节。
可选的，作为本发明实施例提供的母线平衡桥均压控制装置的一种具体实施方式，第一外环控制器为比例积分控制器，第二外环控制器为比例控制器。
可选的，作为本发明实施例提供的母线平衡桥均压控制装置的一种具体实施方式，内环控制器为比例控制器。
可选的，作为本发明实施例提供的母线平衡桥均压控制装置的一种具体实施方式，外环电压的给定值为0。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种母线平衡桥均压控制方法，其特征在于，包括：
获取目标平衡桥输入侧正负母线之间的电压差、以及目标平衡桥对应的调节电感的电感电流；其中，所述调节电感为连接在正负母线中点与目标平衡桥中点之间的电感；
判断所述电压差与预设压差的大小关系，若所述电压差小于预设压差，则基于预设的外环电压的给定值、所述电压差、以及预设的第一外环控制器确定内环电流的给定值；若所述电压差不小于预设压差，则基于预设的外环电压的给定值、所述电压差、以及预设的第二外环控制器确定内环电流的给定值；其中，所述第一外环控制器的调节速度小于所述第二外环控制器的调节速度；
基于所述内环电流的给定值、所述电感电流、以及预设的内环控制器确定目标平衡桥的控制量；
基于所述目标平衡桥的控制量对所述目标平衡桥进行均压控制。
2.如权利要求1所述的母线平衡桥均压控制方法，其特征在于，在获取目标平衡桥输入侧正负母线之间的电压差之前，还包括确定正负母线之间的电压差的步骤；
所述确定正负母线之间的电压差的步骤包括：
采集目标平衡桥输入侧的正母线对地电压和负母线对地电压；
基于所述正母线对地电压和所述负母线对地电压确定正负母线之间的电压差。
3.如权利要求1所述的母线平衡桥均压控制方法，其特征在于，所述基于所述内环电流的给定值、所述电感电流、以及预设的内环控制器确定目标平衡桥的控制量，包括：
根据所述内环电流的给定值以及所述电感电流确定内环电流的误差值；
将所述内环电流的误差值输入至预设的内环控制器中，得到目标平衡桥的控制量。
4.如权利要求1所述的母线平衡桥均压控制方法，其特征在于，所述基于所述目标平衡桥的控制量对所述目标平衡桥进行均压控制，包括：
基于所述目标平衡桥的控制量确定所述目标平衡桥上各个开关管的占空比调节量；
基于所述各个开关管的占空比调节量对所述各个开关管的驱动脉冲的占空比进行调节。
5.如权利要求1所述的母线平衡桥均压控制方法，其特征在于，所述第一外环控制器为比例积分控制器，所述第二外环控制器为比例控制器。
6.如权利要求1所述的母线平衡桥均压控制方法，其特征在于，所述内环控制器为比例控制器。
7.如权利要求1所述的母线平衡桥均压控制方法，其特征在于，所述外环电压的给定值为0。
8.一种母线平衡桥均压控制装置，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于获取目标平衡桥输入侧正负母线之间的电压差、以及目标平衡桥对应的调节电感的电感电流；其中，所述调节电感为连接在正负母线中点与目标平衡桥中点之间的电感；
外环控制模块，用于判断所述电压差与预设压差的大小关系，若所述电压差小于预设压差，则基于预设的外环电压的给定值、所述电压差、以及预设的第一外环控制器确定内环电流的给定值；若所述电压差不小于预设压差，则基于预设的外环电压的给定值、所述电压差、以及预设的第二外环控制器确定内环电流的给定值；其中，所述第一外环控制器的调节速度小于所述第二外环控制器的调节速度；
内环控制模块，用于基于所述内环电流的给定值、所述电感电流、以及预设的内环控制器确定目标平衡桥的控制量；
控制输出模块，用于基于所述目标平衡桥的控制量对所述目标平衡桥进行均压控制。
9.如权利要求8所述的母线平衡桥均压控制装置，其特征在于，所述第一外环控制器为比例积分控制器，所述第二外环控制器为比例控制器。
10.如权利要求8所述的母线平衡桥均压控制装置，其特征在于，所述内环控制器为比例控制器。
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