[发明专利]一种基于改进型智能PI控制的逆变器中点电位平衡方法

权利要求书

1.一种基于改进型智能PI控制的逆变器中点电位平衡方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在传统三电平逆变器基础上引入平衡电路，在直流侧输出和直流侧电容C₁、C₂中间加入两个开关管S_d1、S_d2和电感L₁；

步骤2、开关管Sd1和Sd2按照互补的两路PWM信号依次导通，当Sd1导通而Sd2关断时，直流侧的电容C1、开关管Sd1和平衡电感L1构成充电回路，能量为从电容C1转移到电感L1上；当开关管Sd1关断而Sd2导通时，此时直流侧电容C2、开关管Sd2和平衡电感L1形成放电回路，能量转移方向为从电感L1转移到电容C2上；电容C1和C2上电压形成动态平衡，中点电位在小范围之内波动；

步骤3、采用单神经元自适应PI控制器，平衡电路控制策略采取双闭环控制，直流侧电容电压U_C1和U_C2的偏差值作为电压环的输入，其经PI环节之后的输出作为电流环的输入，再与流入中点电位电流i₃取偏差经过PI控制器，电流环的输出与三角波进行对比，得到两路互补的PWM信号，用来控制平衡电路中两个开关管S_d1和S_d2的导通与关断，达到U_C2实时跟踪U_C1的效果。

2.根据权利要求1所述的一种T型三电平逆变器中点电位平衡控制方法，其特征在于，步骤1中平衡电路的连接方式为：

将开关管S_d1、S_d2串联，将S_d1一端接在直流侧输出与电容C₁之间、将S_d2一端接在直流侧输出与电容C₂之间，电感L₁的一端接在开关管S_d1与S_d2之间、电感L₁的另一端接在电容C₁与C₂之间。

3.根据权利要求1或2所述的一种T型三电平逆变器中点电位平衡控制方法，其特征在于，步骤3中所述的单神经元自适应PI控制器，电容电压U_C1、U_C2经状态变换器后转换成为神经元学习控制所需要的状态量x₁、x₂，x₁＝e(k)-e(k+1)、x₂＝e(k)，w_i(k)为对应于x_i(k)的加权系数(i＝1,2)，K为神经元的比例系数，且K的值大于0。

4.根据权利要求3所述的一种T型三电平逆变器中点电位平衡控制方法，其特征在于，神经元通过关联搜索来产生控制信号，即

5.根据权利要求4所述的一种T型三电平逆变器中点电位平衡控制方法，其特征在于，单神经元自适应控制器通过对加权系数的调整来实现自适应、自组织功能，而加权系数的调整采用有监督的Hebb学习规则，它与神经元的输入、输出和输出偏差三者的相关函数有关，即

式中，z(k)为输出误差信号，z(k)＝U_C1-U_C2；η为学习速率，η>0；c为大于零的常数。

6.根据权利要求5所述的一种T型三电平逆变器中点电位平衡控制方法，其特征在于，对学习算法进行规范化处理后有

式中，η_P、η_I分别为积分、比例的学习速率；

对比例(P)、积分(I)分别采用不同的学习速率η_P、η_I以便对它们各自的权系数能根据需要分别进行调整，其取值由仿真与实验确定。