[发明专利]基于双向交错并联DC-DC逆变器的电机驱动系统

权利要求书

1.一种基于双向交错并联DC-DC逆变器的电机驱动系统，包括矢量脉宽调制模块SVPWM模块、功率驱动模块、电流环控制器和速度环控制器；SVPWM模块产生的控制量通过功率驱动模块驱动永磁同步电机；电流环控制器和速度环控制器分别形成电流环和速度环的控制回路；其特征在于，该系统还包括母线电压采集模块、电压环控制器、直流母线电压调节器；

母线电压采集模块，用于采集永磁同步电机的直流母线电压U_out，发送给直流母线电压调节器；

电压环控制器，用于从速度环提取永磁同步电机转速采集值V，与给定转速V_ref进行做差，差值输入电压控制模型；电压控制模型以总谐波畸变率THD最小为目标，产生母线电压控制目标U_ref，输出给直流母线电压调节器；

直流母线电压调节器，由控制器和双向交错并联DC-DC逆变器组成；控制器将U_ref和U_out差值为0为控制目标，产生双向交错并联DC-DC逆变器中4个开关器件的控制信号施加到双向交错并联DC-DC逆变器中；交错并联DC-DC逆变器的输入为固定的市电母线电压U₁，双向交错并联DC-DC逆变器在开关器件控制信号的调制下产生的输出电压为动态调节后的母线电压施加给功率驱动模块，驱动永磁同步电机；

所述电压环控制器采用模糊PID控制算法实现：计算V_ref与V的差值E，以及E的差分EC，将E和EC模糊化后，利用模糊控制规则确定控制器的PID参数按照所确定的PID参数获得控制器输出的模糊值，经过清晰化得到输出量U_ref；

其中，的确定方式为：

其中，k_p、k_i、k_d为已知的PID参数初始值，Δk_p、Δk_i、Δk_d为通过模糊控制规则确定的PID参数变化量；

用于确定Δk_p、Δk_i、Δk_d的模糊控制规则表分别为：

其中，NB、NM、NS、Z、PS、PM、PB分别表示负大、负中、负小、零、正小、正中和正大。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述直流母线电压调节器的控制器部分中包括降压控制模块和升压控制模块；

所述降压控制模块用于对双向交错并联DC-DC逆变器中与电感串联的开关器件T3和T4进行控制；T3和T4分别指串联在电感L1、L2之后的开关器件；所述降压控制模块包括第一差值计算器、第一PI调节器、第一均流模块和两路处理通道，每路处理通道由第二差值计算器、第二PI调节器、第一电流占空比转换模块、第一PWM模块组成；U_ref和U₁在第一差值计算器中做差后，差值经过第一PI调节器转换为电流，并由第一均流模块均流为两路，分别作为两个电感的给定电流，这两路分别进入一条处理通道；在每个处理通道中，第二差值计算器将输入的电感给定电流与从相应电感的输出端采集的反馈电流做差，差值依次通过第二PI调节器、第一电流占空比转换模块、第一PWM模块处理后，产生开关器件T3和T4的控制信号；

所述升压控制模块用于对双向交错并联DC-DC逆变器中与电感并联的开关器件T1和T2进行控制；T1和T1分别指与电感L1、L2并联的开关器件；升压控制模块包括第三差值计算器、第三PI调节器、第二均流模块和两路处理通道，每路处理通道由第四差值计算器、第四PI调节器、第二电流占空比转换模块、第二PWM模块组成；U_ref和U_out在第三差值计算器中做差后，差值经过第三PI调节器转换为电流，并由第二均流模块均流为两路，分别作为两个电感的给定电流，这两路分别进入一条处理通道；在每个处理通道中，第四差值计算器将输入的电感给定电流与从相应电感的输入端采集的反馈电流做差，差值依次通过第四PI调节器、第二电流占空比转换模块、第二PWM模块处理后，产生T1和T2的控制信号。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述功率驱动模块采用智能功率模块IPM模块。