基于神经元PI控制的PWM整流器动态特性研究.pdf

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1、第41卷第11期电力系统保护与控制V0L4lNO．112013年6月1日PowerSystemProtectionandControlJun．1．2013基于神经元PI控制的PWM整流器动态特性研究李龙，刘重阳，贲洪奇(哈尔滨工业大学电气-17-程及自动化学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：针对传统PI控制下的三相PWM整流器电压外环动态性能和抗负载扰动能力较差的缺点，利用根轨迹分析了三相PWM整流器在PI控制下的稳定条件和PI参数对系统性能的影响。基于以上分析，在电压外环控制器的设计过程中，引入了结合单神经元和专家系

2、统的一种智能型PI控制方法，根据系统的运行状态对电压外环调节器的结构和参数进行实时调整，以提高PWM整流器的动态特性和抗扰性。仿真和实验结果表明：这种智能型PI控制下的PWM整流器，在相同负载变化时，响应速度快、超调量小，动态性能指标优越、鲁棒性强，而且算法设计简单、易于实现。关键词：PWM；整流器；神经元；PI控制；动态特性ResearchofthedynamiccharacteristicsofthePWMconverterbasedonneuronsPIcontrolLILong，LIUChong—yang，BEN

3、Hong—qi(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：Aimedatthepoorbehaviorofthedynamiccharacteristicsandtheanti-jammingabilityofthethree—phasePWMconve~erundertraditionalPIcontrol，thesteadyanalysisofthethree—p

4、hasePWMconve~erunderPIcontrolandtheinfluenceonthesystempropertiesofthePIparametersareconductedemployingtherootlocus．Onthisbasis，asmartPIcontrolmethodcombiningthesingle-neuronsandexpertsystemhasbeenappliedtotheouter-voltage—loopcontro1．Theparametersoftheouter-volt

5、age—loopcontrollerareregulatedonlinetoimprovethebehaviorofthesystem．Simulationsandexperimentalresuksverifythattheproposedstrategyhasquickresponseandsmallovershootwhenthesameloadchanges，thedynamicperformanceshowsexcellentindexandstrongrobustness，andthecalculationi

6、ssimple．Keywords：pulsewidthmodulation；rectifiers；neurons；PIcontrol；dynamiccharacteristics中图分类号：TM461文献标识码：A文章编号：1674—3415(2013)11-0124．05调量。但是电流内环的给定是电压外环的输出，其0引言控制性能的好坏将受外环性能的较大影响，而控制三相PWM整流器常用的控制方法是基于直流器设计过程中，外环速度要比内环慢很多，这也会电压外环和交流电流内环的双闭环直接电流控进一步影响到其方法的性能。文献[6

7、】提出的用于电制【1。]，其控制性能的优劣取决于内外环所采用的调压外环的智能PI控制方法，从一定程度上提高了外节器形式。当负载发生扰动或者参数发生变化时，环的动态性能；但是其比例系数和积分系数采用相对高性能的控制系统而言，最重要的是快速的动态同的调整规则，这样并不能使系统以最佳的参数运响应过程。在三相PWM整流器中，缓慢的动态响应行。可能导致在暂态过程中输出电压出现较大的超调甚本文引入一种结合神经元[8J和专家系统[9。1控至不可控。制方法的单神经元PI控制器，根据系统的状态对控为了改善PWM整流器的动态特性，学者们提出

8、制参数在线进行实时调整，并用其设计PwM整流了一些改进的方法：文献[4]提出的基于单周期控制器的电压外环控制器。这种方法保证了系统良好的的PWM整流器，提高了系统性能，获得了较好的动跟随性，提高了系统的抗扰动能力，可以避免动态态特性，但是计算量大，难以实现数字控制，限制过程中PWM整流器出现过大的超调量和不稳定，了实