Способ управления преобразователем с регулируемой внешней характеристикой

 

Способ основан на кусочно-линейной аппроксимации регулируемой внешней характеристики. Сравнивая текущие значения тока и напряжения нагрузки с заданными граничными значениями токов и напряжений линейных участков, определяют участки, в пределах которых лежат текущие значения тока и напряжения нагрузки. В качестве регулируемого используют параметр C = A X I + B X U, где A и B - есть постоянные для каждого участка величины. Определяя рассогласование ΔC для выбранных по току и напряжению участков, находят меньшее из них и изменяют регулирующий параметр, например, угол отпирания вентилей, в сторону уменьшения этого меньшего ΔC. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике.

Известен способ получения внешней характеристики преобразователя, при котором измеряют текущие значения тока и напряжения нагрузки, вводят обратные связи по току и напряжению, сравнивают измеренное значение напряжения с заданным пороговым значением, если измеренное значение напряжения больше порогового. Вводят дополнительную обратную связь по напряжению, за счет чего выходная вольт-амперная характеристика имеет вид двух линейных участков с различными наклонами [1] .

Недостатком этого способа является низкая точность реализации регулирования внешней характеристики.

Наиболее близким является способ упраления преобразователем с регулируемой внешней характеристикой, при котором задают значения токов I₁, I₂, . . . , I_n+1 и напряжений U₁, U₂, . . . , U_n+1, соответствующих граничным значениям n участков при ступенчатой аппроксимации регулируемой внешней характеристики, сравнивают I_р с граничными значениями участков и U_р с граничными значениями участков, определяют сопротивление нагрузки, сравнивают его с некоторым заданным значением сопротивления и при значении сопротивления, большем заданного, выбирают участок, где I_m< <I< 1_m+1, а при значении сопротивления меньше заданного выбирают участок, где U_k < U_p < U_k+1. На выбранном участке, например, по току определяют рассогласование по регулируемому параметру, которым является в этом случае напряжение участка U_m и изменяют регулирующий параметр, например угол отпирания тиристоров в сторону уменьшения рассогласования U, повторяя с интервалом квантования названные операции [2] .

Однако, и этот способ не обеспечивает требуемой точности воспроизведения регулируемой внешней характеристики вследствие использования ее ступенчатой аппроксимации.

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения заданной регулируемой внешней характеристики.

Указанная цель достигается тем, что способе управления преобразователем с регулируемой внешней характеристикой, включающем задание значений токов I₁, I₂, . . . , I_j, . . . , I_n+1 и напряжений U₁, U₂, . . . , U_j, . . . , U_n+1, (где j = 1, 2, . . . , n+1), соответствующих граничным значениям n участков, аппроксимирующих заданную внешнюю характеристику, измерение текущего значения тока и напряжения U_p нагрузки, сравнение с заданными значениями текущих параметров I_p и U_p, выбор по результатам равнения m-го участка, для которого I_m < I_p< <I, и k-го участка, для которого U_k < U_p < < U_k+1, изменение регулирующего параметра, например угла отпирания тиристоров сторон уменьшения рассогласования регулируемого параметра и повторение указанных действий через период квантования, k-й и m-й участки выбирают одновременно, в качестве регулируемого берут параметр C = = Ac˙I + B˙U, где А = const, B = const, для чего задают каждого из n аппроксимирующих участков параметр С₁, С₂, . . . , С_j, . . . , C_n, равный C_j = U_j˙I_j+1-U_j+1˙I_j, для выбранных k-го и m-го участков определяют текущее значение параметра С_pk(m), где C_pk = = (U_k-U_k+1) ˙ I_p+(I_k+1-I_k)˙U_p, C_pm = (U_m- -U_m+1)˙I_p+(1_m+1-I_m)˙U_p, определяют величину рассогласования C_m и C_k, выбирают меньшее из них, например C_k, и изменяют регулирующий параметр в сторону уменьшения меньшего из рассогласований С_m и C_k.

Благодаря введению нового регулируемого параметра М и других указанных отличительных действий достигается более высокая точность воспроизведения регулируемой внешней характеристики по сравнению с прототипом, поскольку при такой совокупности действий достигается кусочно-линейная аппроксимация регулируемой внешней характеристики преобразователя.

На фиг. 1 представлена заданная регулируемая внешняя характеристика преобразователя; на фиг. 2 - блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Сущность способа состоит в следующем.

Форму регулируемой внешней характеристики задают, фиксируя значения токов I₁, I₂, . . . , I_n+1 и напряжений U₁, U₂, . . . , U_n+1, где j = 1, 2, . . . , n+1, соответствующих граничным значениям n линейных участков, аппроксимирующих заданную внешнюю характеристику. После приема текущих значений тока I_p и напряжения U_p нагрузки определяют, каким двум из всех участков регулируемой внешней характеристики соответствует положение рабочей точки преобразователя, для чего для определения номера m одного из участков поочередно производят сравнение значения тока нагрузки I_p со значениями токов I_j, пока не выполняется условие I_n < I_p < I_m+1 (1) Для определения номера k еще одного участка поочередно производят сравнение значения напряжения нагрузки U_p со значениями напряжений U_j, пока не выполняется условие U_k < U_p < U_k+1. (2) После определения двух рабочих участков формируют обобщенный параметр С_р в рабочей точке I_p, U_p, рассчитанный по отношению к двум выбранным участкам k и m: С_pm = (U_m-U_m+1)˙I_p+ +(I_m+1-I_m)˙U_p , (3) C_pk = (U_k-U_k+1)˙I_p+ +(I_k+1-I_k)˙U_p, (4) и величины обобщенного параметра, соответствующие попаданию рабочей точки преобразователя на m-й и k-й участки регулируемой внешней характеристики: C_m = U_m˙I_m+1- -U_m+1˙I_m (5) и C_k = U_k˙I_k+1-U_k+1˙I_k (6) Определяют рассогласования для каждого из выбранных участков как C_m = C_m-C_pm (7) и C_k = C_k-C_pk, (8) выбирают из них меньшее и передают как сигнал рассогласования для обработки регулятором, настроенным на стабилизацию обобщенного параметра. Перечисленные операции производят в течение одного интервала квантования и через интервал квантования повторяются.

Схема, реализующая предлагаемый способ, содержит счетчик участков 1, выходы которого соединены с управляющими входами коммутаторов 2 и 3, на информационные входы которых подаются заданные значения токов I₁, I₂, . . . , I_j, . . . , I_n+1 и напряжений U₁, U₂, . . . - U_n+1 соответственно, а выход каждого соединен с входом компараторов 4 и 5, на другие входы которых подаются текущие значения измеренных тока I_p и напряжения U_p, а выход каждого соединен о стробирующим входом регистров-защелок 6 и 7 соответственно, другие входы которых соединены с выходами счетчика участков 1, а выходы соединены с входами вычислителей 8 и 9 рассогласования соответственно, на другие входы которых подаются текущие значения тока I_p и напряжения U_p и заданные значения токов и напряжений, а выход каждого соединения с входом схемы 10 сравнения, вход сброса которого соединен с выходом таймера 11, выход которого соединен также с входами сброса счетчика участков 1, компараторов 4 и 5 и схемы 10 сравнения.

Схема работает следующим образом.

Коммутаторы 2 и 3 последовательно передают значения I_j и значения напряжений U_j на границах линейных участков, аппроксимирующих регулируемую характеристику на схемы 4 и 5 сравнения. Схема 4 сравнения вырабатывает на выходе строб записи при выполнении условия (1), а схема 5 ранения - на выходе строб записи при выполнении условия (2). В регистрах-защелках 6 и 7 фиксируются номера K и m выбранных участков. Вычислитель 8, используя информацию о номере участков K, рабочих токе I_p и напряжении U_p, согласно выражениям (3), (5) и (7) определяет значение рассогласования для k-го участка, вычислитель 9, используя информацию о номере участка m, рабочих токе I_p и напряжении U_p, согласно выражениям (4), (6) и (8) определяет значение рассогласования для m-го участка. Схема 10 сравнения выбирает из двух рассогласований одно, имеющее меньшее значение, и передает его для отработки регулятору. Таймер 11 предназначен для синхронизации системы управления и обеспечения итеративного приближения к требуемой регулируемой внешней характеристике. (56) Гладков Э. А. Совершенствование процессами дуговой сварки на базе высокочастотных преобразователей энергии. Сварочное производство, 1984, N 3, с. 13-16.

Исхаков А. С. , Обухов С. Г. и Ушаков А. В. Управление внешней характеристикой источника электропитания. Электричество, 1990, N 11, с. 6 7-71.

Формула изобретения

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ВНЕШНЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ, заключающийся в том, что задают значения токов I₁, I₂, . . . , I_j. , . . . I_n+1 (где j = 1,2, . . . . , n + 1) и напряжений U₁, U₂, . . . , U_j, . . . , U_n+1, соответствующих граничным значениям n участков, аппроксимирующих заданную регулируемую внешнюю характеристику, измеряют текущие значения тока I_р и напряжения U_р нагрузки и сравнивают их с заданными значениями этих параметров, выбирают по результатам сравнения m-й участок, для которого параметр I_m<I<I, и k-й участок, для которого параметр U_k>U_p>U _, изменяют сигнал управления в сторону уменьшения рассогласования регулируемого параметра и повторяют указанные действия через период квантования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения регулируемой внешней характеристики, сравнение текущих и заданных значений тока и напряжения производят одновременно, в качестве регулируемого используют параметр C = A · I + B · U, где A = const, B = const, для чего задают для каждого из участков параметр C₁, C₂, . . . C_j, . . . C_n, равный C_j = U_j · I_j-1 - U_j-1 · I_j, для выбранных k-го и m-го участков определяют текущее значение параметра C_рк(m), где C_рк = (U_k - U_k+1) · I_p + (I_k+1 - I_k) · U_p, C_pm = (U_m - U_m+1) · I_p + (I_m+1 - I_m) · U_p, определяют рассогласования регулируемого параметра I_m<I<I выбирают меньшее из них и изменяют сигнал управления в сторону уменьшения наименьшего из рассогласований регулируемого параметра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2