針對矩陣變換器的輸出側(cè)性能易受各種不確定性和擾動影響的問題,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,通過采用降階的廣義比例積分觀測器（GPIO）代替自抗擾控制器中的擴張狀態(tài)觀測器來對其進行優(yōu)化。降階GPIO具有同時估計狀態(tài)以及時變的不確定性與擾動信號的特性,即使在存在擾動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。最后通過仿真與實驗結(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,而且對各種擾動和不確定性也有很強的魯棒性能。 

【文章來源】：電力電子技術(shù). 2020,54(09)北大核心

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【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估計擾動的導(dǎo)數(shù)可以提高控制??方法的控制精度，進而使控制系統(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??在此對矩陣變換器的開關(guān)算法采用間接空間??矢纛調(diào)制法，并由式（５）可知，對矩陣變換器的虛??擬逆變側(cè)采用４個一階優(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。??的輸入和輸出信號進行觀測來實時估計系統(tǒng)的狀??態(tài)和擾動，并且不依賴于產(chǎn)生擾動的具體數(shù)學(xué)模??型。ＮＬＳＥＦ主要是補償系統(tǒng)的參數(shù)與擾動，同時抑??制外部擾動以及根據(jù)ＴＤ與ＥＳ０兩者輸出之間的??誤差來形成對象所需的控制量。自抗擾控制器的??各重要組成模塊的表達形式如下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)的撤測輸出；＆分別為的估計值；２，為總??擾動的估計值；取，／８２，負(fù)為可調(diào)參

輸送給開??關(guān)換流控制器實現(xiàn)對矩陣變換器的控制。??４．１?電壓環(huán)的ＡＤＲＣ??由上述可知，電壓環(huán)采用２個一階優(yōu)化的??ＡＤＲＣ。其各個組成部分表達形式如下：??（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??對比圖６ｂ，ｃ可見，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對輸出電壓的數(shù)據(jù)進行計算??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％，說明優(yōu)??化的ＡＤＲＣ具有更好的控制性能。??５．２?實驗??利用基于ＤＳＰ＋ＦＰＧＡ為主控制器的樣機實驗??設(shè)備來對所提優(yōu)化ＡＤＲＣ方法的有效性進行驗??證。為進行對比分析，在相同實驗參數(shù)條件下，分??別對傳統(tǒng)ＡＤＲＣ方法與此處介紹的ＡＤＲＣ方法進??行了實驗研宄。實驗參數(shù)與仿真參數(shù)相同。實驗同??樣是在三相輸入電壓不平衡的條件下進行，實驗??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】：
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