一种基于混杂系统理论的APF新型切换控制方法技术方案

技术编号:7025540 阅读:370 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种基于混杂系统理论的APF新型切换控制方法,它包括:(1)系统分解、运行工况分析、判断稳定、安全切换;其优越性和技术效果在于:1、将三相APF看作混杂动态系统十分精确,在此基础上设计的控制系统具有良好控制品质;2、采用不同模式切换控制可以达到APF系统局部工况的控制要求与整体性能的优化两者之间的平衡;3、通过切换监督控制和稳定监督控制,保证了各控制器间的切换及APF混杂控制系统的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子技术和混杂系统控制领域,尤其是一种基于混杂系统理论的 APF新型切换控制方法。
技术介绍
从系统的工作特点来看,电力电子电路是一个典型的混杂切换系统,加上外界系统的变化,而具有更多工作模式。对于混杂系统的控制问题,目前还没有统一和固定的设计模式或标准,而是根据各自领域的不同背景、性能要求和最终目标选择合适的方法进行设计。APF混杂控制系统的设计在于设计合适的混杂控制系统结构,体现不同运行状态模式下的切换及控制要求,其关键是构造一个能够实现其控制目标的混杂控制器,为此设计了不同模式切换控制的APF混杂控制器结构。该控制结构在APF混杂控制系统的研究与应用过程中,不再局限于单一控制算法的选择,而是将不同的控制算法融合在一起,实现对其复杂系统的建模与控制,可以满足APF系统局部工况的控制要求与整体性能的优化两者之间的平衡。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种基于混杂系统理论的APF新型切换控制方法,它可以克服现有技术的不足,是一种简单实用、可以控制混杂动态系统的、稳定性高、实时性好的方法。本专利技术的技术方案一种基于混杂系统理论的APF新型切换控制方法,其特征在于它包括以下步骤(1)已知三相APF是一个离散和连续相互交替、相互作用的混杂动态系统;其核心是一个变流器,VpV2JyV4J5和V6是组成变流器的功率开关器件,变流器的直流侧有稳压电容Cd,交流侧通过滤波电感与系统连接,其中,所说的功率开关器件可以是IGBT、IGCT等开关器件;(2)将步骤(1)中所述的混杂动态系统分解成连续变量动态子系统和离散事件动态子系统;连续变量子系统的动态特征随时间发展不断演化,离散事件子系统的动态演化受事件的驱动,二者相互作用,交替进行,在整体上呈现离散位置的迁移,局部上呈现连续状态的渐进演化,形成统一的动态系统;(3)针对系统是处于稳态运行还是暂态运行的运行工况,分别进行稳态控制和暂态控制;(4)由稳定监督控制方法确保APF混杂控制系统的局有界稳定;(5)通过切换监督控制方法来实现不同运行状态下控制器间的安全切换。所述步骤中稳定监督控制方法是监督和判断系统的稳定趋势和不稳定趋势的方法,通过及时做出调整,使系统保持或恢复稳定状态;稳定趋势和不稳定趋势的判断准则APF混杂控制系统的稳定性是基于输入/输出的有界稳定,即将之作为一个整体来研究其外特性,其输入有界,则其输出也有界;控制系统的不稳定趋势是由不稳定特征量共同判决的,为 权利要求1.一种基于混杂系统理论的APF新型切换控制方法,其特征在于它包括以下步骤(1)已知三相APF是一个离散和连续相互交替、相互作用的混杂动态系统;其核心是一个变流器,VpV2JyV4J5和V6是组成变流器的功率开关器件,变流器的直流侧有稳压电容 Cd,交流侧通过滤波电感与系统连接,其中,所说的功率开关器件可以是IGBT、IGCT等开关器件;(2)将步骤(1)中所述的混杂动态系统分解成连续变量动态子系统和离散事件动态子系统;连续变量子系统的动态特征随时间发展不断演化,离散事件子系统的动态演化受事件的驱动,二者相互作用,交替进行,在整体上呈现离散位置的迁移,局部上呈现连续状态的渐进演化,形成统一的动态系统;(3)针对系统是处于稳态运行还是暂态运行的运行工况,分别进行稳态控制和暂态控制;(4)由稳定监督控制方法确保APF混杂控制系统的局有界稳定;(5)通过切换监督控制方法来实现不同运行状态下控制器间的安全切换。2.根据权利要求1中所述一种基于混杂系统理论的APF新型切换控制方法,其特征在于所述步骤中稳定监督控制方法是监督和判断系统的稳定趋势和不稳定趋势的方法, 通过及时做出调整,使系统保持或恢复稳定状态;稳定趋势和不稳定趋势的判断准则APF 混杂控制系统的稳定性是基于输入/输出的有界稳定,即将之作为一个整体来研究其外特性,其输入有界,则其输出也有界;控制系统的不稳定趋势是由不稳定特征量共同判决的, 为3.根据权利要求1中所述一种基于混杂系统理论的APF新型切换控制方法,其特征在于所述的特征(5)中切换监督控制方法包括以下步骤①稳定监督控制器输出“正常控制”,则切换监督控制器进入切换监督状态;否则切换监督控制器失效。②进入切换状态后,对APF不同运行状态进行判断IF彡e J, THEN 切换监督控制器输出“1”,稳态控制器工作;IF:e > I em I,THEN:切换监督控制器输出“0”,暂态控制器工作。全文摘要一种基于混杂系统理论的APF新型切换控制方法,它包括(1)系统分解、运行工况分析、判断稳定、安全切换;其优越性和技术效果在于1、将三相APF看作混杂动态系统十分精确,在此基础上设计的控制系统具有良好控制品质;2、采用不同模式切换控制可以达到APF系统局部工况的控制要求与整体性能的优化两者之间的平衡;3、通过切换监督控制和稳定监督控制,保证了各控制器间的切换及APF混杂控制系统的稳定性。文档编号H02J3/00GK102299515SQ20111026598公开日2011年12月28日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日专利技术者刘思佳, 吴凤英, 周雪松, 田程文, 赵健, 马幼捷 申请人:天津理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于混杂系统理论的APF新型切换控制方法,其特征在于它包括以下步骤:(1)已知三相APF是一个离散和连续相互交替、相互作用的混杂动态系统;其核心是一个变流器,V1、V2、V3、V4、V5和V6是组成变流器的功率开关器件,变流器的直流侧有稳压电容Cd,交流侧通过滤波电感与系统连接,其中,所说的功率开关器件可以是IGBT、IGCT等开关器件;(2)将步骤(1)中所述的混杂动态系统分解成连续变量动态子系统和离散事件动态子系统;连续变量子系统的动态特征随时间发展不断演化,离散事件子系统的动态演化受事件的驱动,二者相互作用,交替进行,在整体上呈现离散位置的迁移,局部上呈现连续状态的渐进演化,形成统一的动态系统;(3)针对系统是处于稳态运行还是暂态运行的运行工况,分别进行稳态控制和暂态控制;(4)由稳定监督控制方法确保APF混杂控制系统的局有界稳定;(5)通过切换监督控制方法来实现不同运行状态下控制器间的安全切换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:吴凤英田程文周雪松马幼捷赵健刘思佳
申请(专利权)人:天津理工大学
类型:发明
国别省市:12

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