电力电子控制器PID参数的几种调试方法

电力电子控制器PID参数的几种调试方法
周末
MathWorks
电力电子控制简介
作用：
✓反馈（闭环）控制。

这是控制器的核心部分，利用了控制反馈来决定输出电压和电流。

PID控制就是其中应用最广泛的控制技术。

✓上层逻辑控制。

例如，电力电子系统运行模式的切换和状态逻辑控制。

✓监控部分。

用来监测和保护电力电子系统或者其它连接系统，从而免受故障影响。

目的
▪用简单的DC/DC例子，介绍一下各种PID参数调试的方法。

PID调试方法概览
方法描述
方法1基于开关平均模型进行PID调试
方法2基于详细开关模型进行AC Sweeping频域扫描辨识
方法3基于详细开关模型进行Frequency Response Based Tuning 方法4基于详细开关模型进行时域阶跃响应辨识
方法5基于详细开关模型进行Auto Tuning
Simulink中的PID 调试需要线性化的被控对象
可直接线性化
不可直接线性化
平均模型= 小信号分析法（small signal analysis）
在一个开关周期内进行状态空间平均，得到非线性化模型在工作点（operating
point）进行小信号注
入和分析，获取线性
的平均模型
推算传递函数
有两种方式：
1.基于整个电子线路，运用小信号分析法
2.基于开关网络，运用小信号分析法（开关平均模型）
1.基于开关平均模型进行PID调试
▪优势
–调试速度快
–绝大多数电力电子控制适用
–利用Simulink很多控制调试功
能
▪劣势
–需要改变模型，取代实际的开
关器件
2.基于详细开关模型进行AC Sweeping频域扫描辨识
▪保留开关器件，进行频域扫描辨识▪优势
–无需改变模型
–业界标准做法
▪劣势
–模型辨识时间长
–需要较深使用水平
3.基于详细开关模型进行Frequency Response Based Tuning
▪优势
–无需改变模型
–速度快
–自动化
–抗干扰性好
▪劣势
–只适用于PID tuner
4.基于详细开关模型进行时域阶跃响应辨识▪优势
–无需改变模型
–速度相对较快
–抗干扰性好
▪劣势
–只适用于PID tuner
–只对低阶模型有效
5.基于详细开关模型进行Auto Tuning
▪优势
–无需改变模型
–速度相对较快
–可直接用于硬件
–自适应性调试
–可以生成代码
–抗干扰性好
▪劣势
–只适用于PID控制
总结
✓平均模型是一个很有效、速度快的方法•有足够的理论支撑
•可先用平均模型调试PID参数，然后用详细模型校验✓Simulink也提供了其它多种方法供调试•时域辨识
•频域辨识
✓善用自动化的调试方法可节约大量时间•本着先手动后自动的原则
•自动代码生成。