針對(duì)矩陣變換器的輸出側(cè)性能易受各種不確定性和擾動(dòng)影響的問(wèn)題,在此提出一種優(yōu)化的矩陣變換器自抗擾控制（ADRC）方法。該方法是在傳統(tǒng)自抗擾控制器的基礎(chǔ)上,通過(guò)采用降階的廣義比例積分觀測(cè)器（GPIO）代替自抗擾控制器中的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器來(lái)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。降階GPIO具有同時(shí)估計(jì)狀態(tài)以及時(shí)變的不確定性與擾動(dòng)信號(hào)的特性,即使在存在擾動(dòng)和不確定性的情況下,也能使控制系統(tǒng)具有更快的響應(yīng)速度和更合適的平滑輸出。最后通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用優(yōu)化的ADRC不僅使矩陣變換器系統(tǒng)具有良好的輸出性能,而且對(duì)各種擾動(dòng)和不確定性也有很強(qiáng)的魯棒性能。 

【文章來(lái)源】：電力電子技術(shù). 2020,54(09)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

圖３虛擬逆變側(cè)等效電路結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ．?３?Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｖｉｒｔｕａｌ?ｉｎｖｅｒｔｅｒ??其狀態(tài)方程為：??

ＧＰＩＯ估計(jì)擾動(dòng)的導(dǎo)數(shù)可以提高控制??方法的控制精度，進(jìn)而使控制系統(tǒng)更加快速和準(zhǔn)??確。優(yōu)化ＡＤＲＣ結(jié)構(gòu)如圖４所示。??ＴＤ??ＮＬＳＥＦ??－［￡３／６．??降階??ＧＰＩＯ??優(yōu)化的ＡＤＲＣ結(jié)構(gòu)??ｏｆ?ｔｈｅ?ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ?ＡＤＲＣ??４??矩陣變換器的自抗擾控制??在此對(duì)矩陣變換器的開(kāi)關(guān)算法采用間接空間??矢纛調(diào)制法，并由式（５）可知，對(duì)矩陣變換器的虛??擬逆變側(cè)采用４個(gè)一階優(yōu)化的ＡＤＲＣ用于其系統(tǒng)??的控制。采用優(yōu)化后ＡＤＲＣ的矩陣變換器系統(tǒng)框??圖如圖５所示。??的輸入和輸出信號(hào)進(jìn)行觀測(cè)來(lái)實(shí)時(shí)估計(jì)系統(tǒng)的狀??態(tài)和擾動(dòng)，并且不依賴(lài)于產(chǎn)生擾動(dòng)的具體數(shù)學(xué)模??型。ＮＬＳＥＦ主要是補(bǔ)償系統(tǒng)的參數(shù)與擾動(dòng)，同時(shí)抑??制外部擾動(dòng)以及根據(jù)ＴＤ與ＥＳ０兩者輸出之間的??誤差來(lái)形成對(duì)象所需的控制量。自抗擾控制器的??各重要組成模塊的表達(dá)形式如下１７｜：??（１）ＴＤ：??＾１＝＾２，??（２）ＥＳ０：??ｉｉ２＝－／？ｓａ／｜ｉ，｜－ｖ０＋＾－｜ｉ；２?｜?，５。??（７）??（８）??（９）??ｓａｉ（ｘ?，５）?＝??／ａ／（ｅ，ａ，５）：??（ｌ〇）??（ＩＤ??Ｉｅ＝ｚ＼－ｙ，?２｜＾ｚ２〇（ｅ?，ｃｋ，，５ｉ〉??ｚ＾ｊ－Ｐ＾ｆａＫｅ?，ａ２，Ｓ２）＋ｂｕ，?，ａ３，５３）??（３）ＮＬＳＥＦ：??ｉｅ，＝Ｖ｜－ｚ，，?Ｃ２＝ｒ２－ｚ２??ｌｕ〇＝Ｋｉ／ａ／（ｅ｜?，ａ４，Ｓ４）＋＾ｊ／ａ／（ｅ２，ａ５，Ｓ５），?ｕ＾Ｕｏ－ｚ＾／ｂ??式中：叫為輸入給定值為《。的跟蹤值；《為可調(diào)參數(shù)；??ｙ為系統(tǒng)的撤測(cè)輸出；＆分別為的估計(jì)值；２，為總??擾動(dòng)的估計(jì)值；取，／８２，負(fù)為可調(diào)參

輸送給開(kāi)??關(guān)換流控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)矩陣變換器的控制。??４．１?電壓環(huán)的ＡＤＲＣ??由上述可知，電壓環(huán)采用２個(gè)一階優(yōu)化的??ＡＤＲＣ。其各個(gè)組成部分表達(dá)形式如下：??（１）ＴＤ：??ｖ?ｌ＝－Ｒｓａｔ（ｖｉ－ｕｘ＇?，８）?（１５）??（２）降階?ＧＰＩＯ：??）８１＝１０?０００，）８２＝９０?０００；〇：１＝〇（２＝０．２，５｜＝５２＝０．０１，其他??參數(shù)同優(yōu)化的ＡＤＲＣ。為更好地驗(yàn)證優(yōu)化后ＡＤＲＣ??的控制性能，選擇在三相輸入電壓不平衡的條件??下進(jìn)行仿真。仿真波形如圖６所示。??（ｂ）采用傳統(tǒng)ＡＤＲＣ的三相輸出電壓（Ｃ成用優(yōu)化ＡＤＲＣ的三相輸出電壓??圖６仿真波形??Ｆｉｇ．?６?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ??對(duì)比圖６ｂ，ｃ可見(jiàn)，采用優(yōu)化的ＡＤＲＣ的輸出??電壓波形比傳統(tǒng)ＡＤＲＣ的輸出電壓波形質(zhì)量高、??正弦度好。用Ｍａｔｌａｂ對(duì)輸出電壓的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算??處理可得，采用傳統(tǒng)ＡＤＲＣ輸出電壓７７／Ｚ）＝４．０６％?，??而優(yōu)化的ＡＤＲＣ輸出電壓的７７／０＝２．８９％，說(shuō)明優(yōu)??化的ＡＤＲＣ具有更好的控制性能。??５．２?實(shí)驗(yàn)??利用基于ＤＳＰ＋ＦＰＧＡ為主控制器的樣機(jī)實(shí)驗(yàn)??設(shè)備來(lái)對(duì)所提優(yōu)化ＡＤＲＣ方法的有效性進(jìn)行驗(yàn)??證。為進(jìn)行對(duì)比分析，在相同實(shí)驗(yàn)參數(shù)條件下，分??別對(duì)傳統(tǒng)ＡＤＲＣ方法與此處介紹的ＡＤＲＣ方法進(jìn)??行了實(shí)驗(yàn)研宄。實(shí)驗(yàn)參數(shù)與仿真參數(shù)相同。實(shí)驗(yàn)同??樣是在三相輸入電壓不平衡的條件下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)??波形如圖７所示。??第５４卷第９期??２０２０年９月??電力電子技術(shù)??Ｐｏｗｅｒ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ??Ｖｏｌ．５４，?Ｎｏ．９??Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ?２０２

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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