电流源逆变器复矢量解耦与前馈解耦联合降阶控制策略研究

摘要

电流源逆变器输出侧需添加电容器对输出斩波电流进行滤波，导致电流源逆变器电机驱动系统控制模型具有系统阶次高、存在谐振点、旋转坐标系下模型耦合严重等问题。针对上述问题，以降阶控制为主要目的，提出了复矢量解耦与前馈解耦联合降阶控制策略。针对电流源逆变器的复矢量模型，引入电机电流前馈消除模型中电机电流耦合项，在此基础上，使用复矢量解耦策略，针对二阶串联模型设计带有耦合误差项的比例积分控制器，消除常规控制器中高阶模型导致的闭环系统谐振，简化闭环模型，实现系统的解耦与降阶。同时，该控制器具有结构与参数整定简单的优点，通过稳定性分析验证了所提闭环电流控制器的可行性。以一台3 kW永磁同步电机为对象进行仿真，并与传统控制策略、双闭环控制策略进行对比验证。结果表明，所提控制策略在降低模型阶次、简化控制器设计的同时，相较于传统控制策略解耦合能力更强，在阶跃响应与转速耦合作用下表现出更强稳定性，电流在阶跃信号作用下均没有发生振荡。

关键词

电流源逆变器 / 复矢量解耦 / 前馈解耦 / 降阶控制

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52377042); 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(HIT.OCEF.2022046)