[发明专利]一种行车状态下取力发电机组的稳压输出控制方法

说明书

本发明公开了一种行车状态下取力发电机组的稳压输出控制方法，采用整流+零电压升压转换+逆变拓扑结构，结合改进型BP神经网络PID的升压拓扑控制策略，实现了行车状态下时输出的电压为供负载直接使用的三相交流电。同时详细分析稳压输出控制系统的拓扑结构及运行模式，给出升压拓扑控制策略的算法。基于MATLAB平台进行行车发电硬件在线试验，在油门开度突变及负载突变两种条件下，验证了该系统的良好性能，拓展了特种车辆的应用场合，提高了车辆的生存能力。

技术领域

本发明涉及车载取力发电技术领域，具体涉及一种行车状态下取力发电机组的稳压输出控制方法。

背景技术

目前，伴随社会用电量的大幅提高，我国大大加快了建设电网的速度。然而，对于某些特殊的用电环境，例如军队野外作战车辆或特种车辆通过接入电网进行稳定供电是不符合实际的。传统的车载发电机组通常选择柴油机组向外部供电。但是，机组噪声大、体积大，极大影响了的使用条件。

为了保证车辆的用电需求，同时尽可能减轻车辆供电装置的体积重量，因此，出现一种新型车辆供电模式即车载取力发电，即利用车辆发动机的动力，在底盘变速箱取力口连接发电机组，产生三相交流电源为车辆各个用电系统供电，减少移动发电机的使用，大大提高了车辆机动性能和设备保障能力。车辆分为驻车状态和行车状态，两种状态下车辆发动机转速不同：驻车状态下，控制发动机转速恒定，发电机组产生稳定的三相交流电供负载直接使用；

而行车状态下，发动机的转速根据实际路况不断改变，从而导致发电机产生电压是波动的，无法直接使用。而大多数车载用电设备都要求有稳定的电源供电，因此必须研究一种方法能够快速、精确的实现三相交流电的稳压输出，即变速恒频稳压发电。

发明内容

本发明提供一种基于PWM脉宽调制及软开关技术设计的行车状态下取力发电机组的稳压输出控制系统。采用整流+零电压升压转换+逆变拓扑结构，结合改进型BP神经网络PID的升压拓扑控制策略，实现了行车状态下输出的电压为供负载直接使用的三相交流电。

本发明所采用的技术方案一种行车状态下取力发电机组的稳压输出控制方法，包括整流+改进型ZVT-Boost+逆变的控制系统拓扑结构，取力发电机组输出变化的交流电经三相桥式全控整流及改进型ZVT-Boost转换为直流电，后经过逆变电路转换为交流电，并对高频电压进行滤波，输出三相工频电压，所述的改进型ZVT-Boost拓扑是在Boost拓扑的基础增设辅助开关Q_h、谐振电感L_r、谐振电容C_r及二级管VD₀、VD₁组成ZVT拓扑网络，构成Q_m的软开关电路，在ZVT-Boost拓扑的基础上设计增加VD_h和C₃、C₄构成减损电路，启动阶段辅助开关Q_h比主开关Q_m先导通，L_r、C_r构成谐振回路，主开关Q_m能零电压导通，其中，L为升压电感，C₅、C₆为串联滤波电容，N点连接发电机中性点，当输入电压变化时，通过改变主开关Q_m和辅助开关Q_h的PWM占空比，控制升压电路实现稳压输出，所述的逆变拓扑中，设计增加R₁、C₅、VD₂组成Q₁的缓冲电路，设计增加放电开关Q_r和电阻R组成PWM放电拓扑。

优选的，所述的控制系统拓扑结构采用闭环+扰动+改进型PID的复合控制策略。

优选的，所述的控制系统拓扑结构的三相桥式全控整流的触发角α≤60°。