矩陣變換器的自調(diào)整模糊PID閉環(huán)控制.pdf

1、矩陣變換器(MC)是一種新型的直接交交功率變換裝置，其優(yōu)點(diǎn)是：1)輸出電壓和輸入電流波形均為正弦波，諧波含量少；2)無中間直流環(huán)節(jié)，體積小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、功率密度大；3)電能可雙向流動(dòng)；4)輸出幅值、頻率和網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)可獨(dú)立控制；5)不同的控制規(guī)律，可實(shí)現(xiàn)整流、逆變等變換。在變頻調(diào)速及變速恒頻風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域具有重大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　 分析了矩陣變換器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和換流問題，構(gòu)建了矩陣變換器雙電壓控制算法和雙空間矢量控制算

2、法的仿真模型。為實(shí)現(xiàn)輸出線電壓10Hz到25Hz的頻率變換，仿真分析了四種不同工況下的雙電壓控制算法、平衡及畸變下輸入電壓的雙空間矢量控制算法，驗(yàn)證了雙電壓合成控制算法抗干擾能力更強(qiáng)。
　　 為改善矩陣變換器(MC)在負(fù)載不平衡工況下輸出的穩(wěn)定性，在分析了雙空間矢量控制算法仿真模型的基礎(chǔ)上，提出一類帶修正函數(shù)的模糊PID閉環(huán)控制器。將矩陣變換器輸出線電壓進(jìn)行park變換得到d-q坐標(biāo)下的直流分量，利用改進(jìn)的模糊PID控制器跟蹤控

3、制輸出給定電壓的d，q分量。修正函數(shù)為指數(shù)函數(shù)，以誤差及增量為自變量，根據(jù)誤差變化規(guī)律合理調(diào)整修正函數(shù)的參數(shù)。為消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，提高模糊控制器控制精度，融入線性插值算法，利用協(xié)調(diào)因子改變模糊控制和PID控制輸出權(quán)重。仿真結(jié)果表明，該策略可改善系統(tǒng)的控制品質(zhì)，使MC獲得良好的動(dòng)、靜態(tài)性能。
　　 實(shí)驗(yàn)室制作了一臺(tái)功率為5kW的矩陣變換器用于實(shí)驗(yàn)研究。借助樣機(jī)，分析了矩陣變換器的總體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)仿真、主電路、控制電路等相關(guān)硬件的工作