以單相脈寬調(diào)制(PWM)整流器為研究對象,以提高其控制系統(tǒng)動態(tài)性能為目的,針對傳統(tǒng)DQ電流解耦控制電壓外環(huán)采用PI控制存在動態(tài)性能和抗擾性能差的問題,提出一種電壓外環(huán)自抗擾控制的優(yōu)化控制策略。首先采用基于延時法構(gòu)建虛擬分量的方法建立單相PWM整流器在dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型;然后根據(jù)電壓外環(huán)方程進(jìn)行電壓外環(huán)自抗擾控制器設(shè)計(jì),得到外環(huán)自抗擾控制,內(nèi)環(huán)DQ電流解耦控制的優(yōu)化控制策略。最后,對提出的控制策略進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并與電壓外環(huán)采用PI控制的控制策略進(jìn)行對比研究,結(jié)果證明所提控制策略的可行性和有效性。

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【部分圖文】：

圖1單相PWM整流器主電路拓?fù)?br>
單相電壓型PWM整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示，其中：us、is為網(wǎng)側(cè)輸入電壓和網(wǎng)側(cè)輸入電流；L為網(wǎng)側(cè)濾波電感；Rs為網(wǎng)側(cè)等效電阻；uab為整流器交流側(cè)橋臂輸入端電壓；C為直流側(cè)穩(wěn)壓電容；RL為等效負(fù)載電阻；Udc為直流側(cè)輸出電壓；idc為經(jīng)H橋輸出直流電流；S1～S4表示H橋的4個....

圖2DQ電流解耦控制框圖

根據(jù)式（10），忽略網(wǎng)側(cè)電阻Rs的大小，將isd和isq作為被控量進(jìn)行PI控制，因?yàn)槭絬abd和uabq中存在isd和isq的耦合項(xiàng)，故將變量isd和isq進(jìn)行前饋解耦控制，得到單相PWM整流器電流內(nèi)環(huán)的DQ解耦控制框圖如圖2所示。2電壓外環(huán)自抗擾控制器設(shè)計(jì)

圖31階ADRC控制框圖

自抗擾控制器（ADRC）具有算法簡單、易于實(shí)現(xiàn)、抗擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，其主要由3部分組成，非線性跟蹤微分器（TD）、擴(kuò)張狀態(tài)觀測器（ESO）和非線性誤差反饋（NLSEF)[12-13]，如圖3所示。其中，跟蹤微分器根據(jù)系統(tǒng)輸入和受控對象安排過渡過程，輸出光滑無超調(diào)的給定信號；擴(kuò)張狀態(tài)....

圖4系統(tǒng)控制框圖

圖4為仿真及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)控制框圖。其中，電壓外環(huán)采用LADRC控制器取代傳統(tǒng)的PI控制器，電流內(nèi)環(huán)采用DQ電流解耦控制。3.1仿真研究

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