一种逆变器的控制方法

本申请属于逆变器控制，尤其涉及一种逆变器的控制方法。

背景技术：

1、随着电力电子技术的发展，逆变器和逆变电源在计算机、电子仪表、照明和航空电源等领域得到了广泛的应用。如今，逆变器以及逆变电源的开发己经逐步成为了发展前景极为诱人的朝阳产业。不同国家的研究人员相继进行了相关主电路、控制电路和电参量优化输出等方面的研究。

2、逆变器拓扑中的相关控制器，如比例积分控制器(pi，proportional integral)等参数的设计方法至关重要，其参数直接影响系统的稳定运行、快速响应和谐波含量等特性。pi控制器被广泛应用于逆变电源的控制中。但是采用pi控制器的逆变器无法实现对正弦给定信号无静差地跟踪，会增加逆变器的输出稳态误差，造成逆变器的稳态性能差。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种逆变器的控制方法，可以解决逆变器稳态性能差的问题。

2、本申请实施例提供了一种逆变器的控制方法，包括：

3、对逆变器的实际输出电压和逆变器的输出滤波电感的实际电流进行采样，得到逆变器在t0到t1时刻的实际输出电压和实际电流；t0时刻至t1时刻为当前控制周期；

4、根据逆变器在t0到t1时刻的实际输出电压和实际电流，确定逆变器在当前控制周期内的平均功率；

5、根据逆变器的实际输出电压和逆变器的参考输出电压确定逆变器的电压误差；

6、根据逆变器在当前控制周期内的平均功率和逆变器的平均功率的变化率，对pir控制器在当前控制周期的下一控制周期内的谐振系数进行调整；pir控制器为逆变器的电压外环控制器；

7、在下一控制周期内，执行以下步骤：

8、将电压误差输入调整后的pir控制器，将调整后的pir控制器输出的值作为pr控制器的参考电流，并将逆变器的实际电流与参考电流的电流差输入pr控制器；pr控制器为逆变器的电流环控制器；

9、基于pr控制器的输出结果得到逆变器的调制信号，并根据调制信号生成用于控制逆变器中开关管的pwm驱动信号；

10、利用pwm驱动信号控制逆变器中开关管的通断。

11、可选的，根据逆变器在t0到t1时刻的实际输出电压和实际电流，确定逆变器在当前控制周期内的平均功率，包括：

12、通过公式计算得到逆变器在当前控制周期内的平均功率p；

13、其中，uo(t)表示逆变器在t时刻的实际输出电压，il(t)表示逆变器的输出滤波电感在t时刻的实际电流。

14、可选的，根据逆变器在当前控制周期内的平均功率和逆变器的平均功率的变化率，对pir控制器在当前控制周期的下一控制周期内的谐振系数进行调整，包括：

15、若逆变器在当前控制周期内的平均功率大于预设功率、且逆变器的平均功率的变化率大于零，则增大pir控制器在当前控制周期的下一控制周期内的谐振系数；

16、若逆变器在当前控制周期内的平均功率大于预设功率、且逆变器的平均功率的变化率小于零，则增大pir控制器在当前控制周期的下一控制周期内的谐振系数；

17、若逆变器在当前控制周期内的平均功率为零，则将pir控制器在当前控制周期的下一控制周期内的谐振系数调整为零；

18、若逆变器在当前控制周期内的平均功率小于或等于预设功率、且逆变器的平均功率的变化率大于零，则减小pir控制器在当前控制周期的下一控制周期内的谐振系数；

19、若逆变器在当前控制周期内的平均功率小于或等于预设功率、且逆变器的平均功率的变化率小于零，则减小pir控制器在当前控制周期的下一控制周期内的谐振系数。

20、可选的，增大pir控制器在当前控制周期的下一控制周期内的谐振系数，包括：

21、通过公式k′vr＝p+p*p′计算得到pir控制器在当前控制周期的下一控制周期内的谐振系数k′vr，并将pir控制器在当前控制周期的下一控制周期内的谐振系数调整为k′vr；

22、其中，p表示逆变器在当前控制周期内的平均功率，p′表示逆变器的平均功率的变化率。

23、可选的，减小pir控制器在当前控制周期的下一控制周期内的谐振系数，包括：

24、通过公式k″vr＝ε+ε*p′计算得到pir控制器在当前控制周期的下一控制周期内的谐振系数k″vr，并将pir控制器在当前控制周期的下一控制周期内的谐振系数调整为k″vr；

25、其中，ε表示预设功率，p′表示逆变器的平均功率的变化率。

26、可选的，pir控制器的传递函数为：

27、

28、其中，gv(s)表示电压控制外环，kvp表示比例系数，kvi表示积分系数，s表示拉普拉斯算子，kvr表示谐振系数，ωc表示截止频率，ω0表示谐振频率。

29、可选的，pr控制器的传递函数为：

30、

31、其中，gi(s)表示电流控制内环，kip表示电流环比例系数，kir表示电流环谐振系数，ωc表示截止频率，s表示拉普拉斯算子，ω0表示谐振频率。

32、本申请的上述方案有如下的有益效果：

33、在本申请的实施例中，利用pir加pr的双闭环控制架构对逆变器进行控制，由于pir控制器中的谐振控制器可进行交流基波无静差控制和特定频次谐波补偿，pr控制器能完成对交流信号的跟踪，因此本申请所使用的pir加pr的双闭环控制架构相较于传统的pi控制架构能对交流信号有更好的跟踪效果，使逆变器输出电压的静态误差减小，同时还能根据逆变器的平均功率对pir控制器的谐振系数进行自适应调整，从而增强了逆变器的稳态性能，对负载有更高的动态响应。

34、本申请的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种逆变器的控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述逆变器在t0到t1时刻的实际输出电压和实际电流，确定所述逆变器在所述当前控制周期内的平均功率，包括：

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述逆变器在所述当前控制周期内的平均功率和所述逆变器的平均功率的变化率，对pir控制器在所述当前控制周期的下一控制周期内的谐振系数进行调整，包括：

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述增大pir控制器在所述当前控制周期的下一控制周期内的谐振系数，包括：

5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述减小pir控制器在所述当前控制周期的下一控制周期内的谐振系数，包括：

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述pir控制器的传递函数为：

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述pr控制器的传递函数为：

技术总结本申请适用于逆变器控制技术领域，提供了一种逆变器的控制方法，包括：采样得到逆变器在T<subgt;0</subgt;到T<subgt;1</subgt;时刻的实际输出电压和输出滤波电感的实际电流；根据逆变器在T<subgt;0</subgt;到T<subgt;1</subgt;时刻的实际输出电压和实际电流，确定逆变器在当前控制周期内的平均功率；根据逆变器在当前控制周期内的平均功率和逆变器的平均功率的变化率，对PIR控制器在当前控制周期的下一控制周期内的谐振系数进行调整；在下一控制周期内：将电压误差输入调整后的PIR控制器，将调整后的PIR控制器输出的值作为PR控制器的参考电流，并将逆变器的实际电流与参考电流的电流差输入PR控制器；基于PR控制器的输出结果控制逆变器中开关管的通断。本申请能增强逆变器的稳态性能。技术研发人员：丁家峰,阳豪,陈诗杰,王宝艺,王鹤儒受保护的技术使用者：中南大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29