一種基於washout濾波器的改進型滑膜變結構控制電路的製作方法

2023-07-09 18:15:06 1

本實用新型屬於電力電子技術領域，尤其涉及一種基於washout濾波器的改進型滑膜變結構控制電路。

背景技術：

滑模變結構控制器(Sliding Mode Controlled, SMC)是目前電機系統穩定性控制領域廣泛應用的一種裝置，在一定的工作範圍內具有響應快，魯棒性強，實現簡單等優點，是一種典型的非線性控制裝置，大量應用於逆變器的控制中。但滑模變結構控制器在使用過程中，當控制參數變化到一定階段後，系統會出現不穩定現象，影響逆變器系統的實際工程應用。

已有技術中，由於SMC控制逆變器存在狀態突變現象，且狀態突變點隨著控制參數的變化而變化，採用傳統固定採樣點的逆變器分岔圖方法對其分岔現象進行研究並不準確且存在滑模控制係數的穩定工作參數範圍較窄的缺陷，因此提出一種採用Washout濾波器的滑膜變控制結構，來擴大滑模控制係數的穩定工作範圍。

技術實現要素：

本實用新型主要解決的技術問題是提供一種基於washout濾波器的改進型滑膜變結構控制電路，能夠解決滑模變結構控制逆變器控制參數穩定工作範圍較窄的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型採用的一個技術方案是：提供一種基於washout濾波器的改進型滑膜變結構控制電路，其特徵在於，包括：H6橋逆變器、阻感負載、滑膜變控制結構、washout濾波器以及脈衝寬度調製晶片；

所述H6橋逆變器包括6個開關管和兩個高性能續流二極體，其輸入側接入直流電源，輸出端連接阻感負載，其電阻與電感串聯；所述負載端中間抽頭依次連接AD轉換器、washout濾波器和滑膜變控制結構；所述滑膜變控制結構的信號輸出端連接至脈衝寬度調製晶片的輸入端，所述脈衝寬度調製晶片為所述開關管的驅動模塊。

優選地，所述開關管採用高頻開關管。

優選地，所述滑膜變控制結構為數位訊號處理晶片。

優選地，所述滑膜變控制結構輸入端的輸入信號為負載電流和負載正弦參考電流的誤差值。

優選地，所述滑膜變控制結構輸出端的輸出信號為調製信號和單極性三角載波信號的比較值。

區別於現有技術的情況，本實用新型的有益效果：該改進滑模變結構控制解決了傳統滑模變結構控制逆變器穩定工作範圍窄這一缺陷，使穩定域比之前擴大超過2倍，極大的提升了逆變器的穩定工作範圍，可更好的用於實際工程中。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例基於washout濾波器的改進型滑膜變結構控制電路的電路結構原理圖。

圖2是傳統滑膜變結構控制H6橋逆變器工作穩定域判斷結果圖。

圖3是本實用新型實施例基於Washout濾波器的改進型滑膜變結構控制H6橋逆變器穩定域判斷結果圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

提供一種基於washout濾波器的改進型滑膜變結構控制電路，其特徵在於包括：H6橋逆變器、阻感負載、滑膜變控制結構、washout濾波器以及脈衝寬度調製晶片；

所述H6橋逆變器包括6個開關管和兩個高性能續流二極體，其輸入側接入直流電源，輸出端連接阻感負載，其電阻與電感串聯；所述負載端中間抽頭依次連接AD轉換器、washout濾波器和滑膜變控制結構；所述滑膜變控制結構的信號輸出端連接至脈衝寬度調製晶片的輸入端，所述脈衝寬度調製晶片為所述開關管的驅動模塊。

具體的，如圖1所示，逆變器輸入側的直流電壓為E；S1～S6為開關管；D1、D2為高性能續流二極體；負載為阻感性負載，由負載電阻R和電感L組成；i為負載電流，iref為負載正弦參考電流。u=ke×sign(e)為輸出控制量，e=iref-i為誤差信號，ke為滑模變結構控制器的比例係數，k1為濾波器處理後的輸出控制係數，ucontrol為調製信號，ucarrier為單極性三角載波，其滑膜變結構輸出端將ucontrol與單極性三角載波ucarrier進行比較，產生S1～S4開關管的驅動信號。ucontrol的正半周和ucarrier比較產生S1和S4的驅動信號；ucontrol的負半周與ucarrier比較產生S2和S3的驅動信號；將iref與零信號比較產生S5和S6的驅動信號。

將washout濾波器應用到如上電路中，可以有效的提高電路的穩定工作範圍；具體的，將電感電流in作為Washout濾波器的輸入，通過Washout濾波器處理後，將其輸出端作用於滑模控制的滑模控制參數，以實現對系統非線性不穩定性的有效控制。

由圖2可以知道，傳統滑膜變控制H6橋逆變ke的穩定域為[0.01,0.021]，其穩定域較窄；而同理採用快變穩定性定理對基於Washout濾波器的改進型滑膜變控制結構從圖3中可以看出來，其逆變器電路的穩定工作域為[0.01,0.048]，與傳統滑膜變控制結構H6橋逆變器電路穩定域相比，ke的穩定域擴大到原來的2.29倍。

以上所述僅為本實用新型的實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。