三相電流型AC/DC變流器和電壓型AC/DC變流器一樣,可以有效地消除輸入電流紋波,實現(xiàn)交直流雙向變換。但長期以來,以電容作為儲能元件的電壓型AC/DC變流器,在體積、效率、價格等方面優(yōu)于以電感作為儲能元件的電流型AC/DC變流器,成為變流器研究的重點[1][2][3]。然而電流型AC/DC變流器具有其自身的優(yōu)點,如能夠提供恒定的直流電流,用于電機驅動具有動態(tài)響應快,限流能力強,短路保護可靠性高等優(yōu)點[4][5]。電流型逆變器用來作為感應加熱電源時工作更穩(wěn)定,應用更加普遍等。因此,有必要對電流型AC/DC變流器進行深入的研究。
電流型AC/DC變流器常采用雙閉環(huán)的直接電流控制法,外環(huán)為直流電流控制環(huán),可以保持直流電流恒定;內環(huán)為交流電流控制環(huán),要求網(wǎng)側電流跟蹤指令電流,實現(xiàn)網(wǎng)側電流的跟蹤和調節(jié)。常用的直接電流控制有PID控制和狀態(tài)反饋控制,PID控制動態(tài)響應慢,而且控制系數(shù)的設計需要豐富的經(jīng)驗值;狀態(tài)反饋控制方法是適合電流型AC/DC變流器這樣的多輸入多輸出系統(tǒng)的一種控制方法,然而在電流型AC/DC變流器中控制變量互相耦合,解耦需要大量的計算[6]。文獻[7]采用極點配置的辦法控制電流型AC/DC變流器,但控制算法復雜甚至用到多個DSP。
本文提出了電流型AC/DC變流器的LQ*優(yōu)控制策略。將電流型AC/DC變流器的數(shù)學模型進行小信號擾動線性化,對此線性系統(tǒng)采用*優(yōu)控制,利用MATLAB工具箱求解Ricatti方程,便可得到系統(tǒng)的*優(yōu)閉環(huán)極點,從而實現(xiàn)了系統(tǒng)的*優(yōu)控制性能。實驗結果表明,該方法實現(xiàn)起來簡單方便,性能優(yōu)良,是一種很有潛力的控制方法。