地铁辅助逆变电源控制措加.doc

地铁辅助逆变电源控制措加.doc地铁辅助逆变电源控制措加地铁辅助逆变电源控制措施[摘耍]辅助电源系统是整个地铁车辆系统的重耍组成部分,其性能的好坏不仅影响乘客乘车的舒适度,更影响了整个车辆系统的稳定性、可靠性。下文就地铁辅助逆变电源的PI闭环控制与双环控制进行分析。[关键词]地铁;辅助逆变;控制中图分类号:TM464文献标识码M文章编号:1009-914X(2014)18-0115-02一、PI控制的基本原理PT控制是具有技术成熟、控制简单、可以增强系统稳定性的特点,首先对PT闭环控制进行阐述。PT控制的原理如图1所示,其中误差e(t)是给定参考电压与反馈输出电压的偏差,图中包括有比例控制器(P)、积分控制器(T)和被控对象逆变器三个部分,其屮比例控制器和微分控制器以误差e(t)作为输入,经过计算之后将两个控制器的输出相加作用于被控逆变器,从而使逆变器的输出电压U(t)跟踪给定输入电压r(t)oPI控制器能够根据系统的控制误差,利用式(1)计算出所需施加的控制量对被控逆变器进行控制,其实就是调整PWM的调制系数,从而达到调节输出电压的目的,PT控制器中比例和积分的作用如下。比例控制:比例控制是一种最简单的控制方式,没有时间滞后,调节效果好;能够成比例的反应控制系统的偏差信号,只要控制误差e(t)不为0,比例控制就会有输出,且误斧越大,输出也越大,最终达到减小系统偏差的目的,但只有单纯的P控制并不能达到系统的控制耍求。积分控制:积分控制与误差信号的积分成比例关系,主耍目的是消除静态误差,提高系统的无差度,直至将系统的偏差降为零,积分的作用取决于积分时间常数T1,T1的控制作用与T1成反比关系,也就是说减小TI,积分作用将会得到增强,反之就会被消弱。系统的积分作用过强时,稳定性将会有所降低,当积分作用超过某…个临界值时,系统的趋于不稳定;反之,积分作用太弱时,系统的稳定性增加,但反应速度慢。二、 逆变器PI闭环控制仿真研究在MATLAB\Simulink屮建立了逆变器PI闭环控制的仿真模型,以逆变输出的电压的有效值作为反馈,通过电压变换,将给定与反馈之差输入给PI控制器进行调节,通过改变调制系数m达到调节系统输出的目的。,系统仿真时所带的负载是有功功率为195kW的阻性负载;,无功功率为2kW的感性负载,,观察系统的输出。系统仿真需要对PI控制器的参数进行整定,整定的方法有动态特性参数法,稳定边界法,衰减曲线法和经验法等。工程实践屮常用的是经验法,调节的规律是先调比例控制,再调积分,对于比例参数的调节是当曲线震荡频繁时应将比例参数适当加大,而当曲线波动过大时可考虑将比例适当缩小。对积分参数的调节规律是当曲线冋复慢时要将积分时间降下来,若是波动周期长可将积分吋间适当减小。根据以上调节规律,经过多次实验,最后确定PI参数是:,Ki二200,得到了如图2到图4所示的仿真结果。PI闭环存在的主要问题是当母线电压波动吋(),输出电压有较大的波动(图中有将近20V),由于地铁直流母线电压是频繁波动的,因而实际工作过程中这点必须消除,此外系统启动和负载切换时亦有较大的波动,由于釆用的是有效值闭环,系统对输出波形相当于是开环控制,输出电压的波形质量不是