[发明专利]一种基于电力弹簧电路结构的PI控制参数整定方法

权利要求书

1.一种基于电力弹簧电路结构的PI控制参数整定方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据电力弹簧的电路结构，求取PI控制器传递函数；

2)由PI控制器控制传递函数，求取对应的特征方程；

3)由特征方程，求取对应的劳斯阵列表；

4)根据劳斯判据，获取PI控制参数的整定范围；

5)由PI控制参数的整定范围，计算得到PI控制参数的整定约束条件；

所述步骤1)的具体过程包括：

101)对电力弹簧的电路结构进行线性转换，以得到状态空间数学模型；

102)由状态空间数学模型，获取电力弹簧PI控制结构框图；

103)根据PI控制结构框图，求取PI控制器传递函数；

所述步骤101)中的状态空间数学模型为：

其中，V_a表示电力电子变换器输出电压，V_C表示关键负载电压，R_f、L_f、C_f分别表示滤波电阻、滤波电感、滤波电容，V_ES表示电力弹簧的输出电压，I_ind表示电感电流，R_NC表示非关键负载电阻；

所述步骤103)中PI控制器传递函数为：

其中，K_P表示PI控制器的比例系数，K_i表示PI控制器的积分系数，K_PWM表示脉冲宽度调制器的增益，s表示复平面，V_cref(s)表示复平面下关键负载参考电压；

所述步骤1)中电力弹簧的电路结构，包括直流电压源、线路电阻、电力电子变换器、滤波电感、滤波电阻、滤波电容、关键性负载电阻和非关键性负载电阻，所述的直流电压源的正极、线路电阻、关键性负载电阻和直流电压源的负极依次连接，所述的电力电子变换器的第一输出端、滤波电感、滤波电阻、滤波电容和电力电子变换器的第二输出端依次连接，所述滤波电容的一端连接到线路电阻与关键性负载电阻之间，所述滤波电容的另一端通过非关键性负载电阻连接到直流电压源的负极与关键性负载电阻之间，所述滤波电感、滤波电阻和滤波电容共同构成LRC滤波器，用于滤除所述电力电子变换器产生的谐波，并抑制谐振；

所述步骤2)中的特征方程为：

s³(L_fC_f)+s²(R_fC_f)+s(K_pK_PWM+1)+K_iK_PWM＝0

所述步骤3)中的劳斯阵列表为：

电力弹簧PI控制系统稳定的充要条件是劳斯阵列表的第一列系数为正，分析劳斯阵列表的第一列系数可得步骤4)中电力弹簧PI控制器参数的整定范围为：

2.根据权利要求1所述的一种基于电力弹簧电路结构的PI控制参数整定方法，其特征在于，所述步骤5)中的PI控制参数整定约束条件为：