科创中国

1.基于LCL滤波的电压型PWM整流器的协同控制系统，其特征是，包括交流电源模块，交流电源模块分别连接有电压信号采集传感器、电流信号采集传感器和整流桥功率开关管；电压信号采集传感器分别连接有锁相环和控制器模块；控制器模块分别与锁相环、电流信号采集传感器和整流桥功率开关管连接；整流桥功率开关管连接有直流电源。2.如权利要求1所述的基于LCL滤波的电压型PWM整流器的协同控制系统的控制方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1、根据KVL和KCL，得到三相LCL-VSR在三相abc坐标系下的数学模型，采用等量坐标变换获得dq坐标系下的数学模型，进而得到LCL-VSR的开关函数模型；步骤2、寻找合适的流形，构建比例-积分形式的流形；控制综合，求解系统控制规律，设计协同控制器；步骤3、控制器模块根据引入协同控制的LCL-VSR的开关函数，通过变换得到电压控制信号；根据空间矢量脉宽调制算法对整流桥功率开关管进行控制，将交流电源模块输出的交流电整流为直流电。

本发明涉及电力电子非线性控制技术，具体涉及一种基于LCL滤波的电压型PWM整流器的协同控制系统及方法，该方法根据KVL和KCL，得三相坐标系下的LCL‑VSR数学模型，采用等量坐标变换获得坐标系下的数学模型，进而得到LCL‑VSR的开关函数模型；寻找合适的流形，构建比例‑积分形式的流形；控制综合，求解系统控制规律，设计协同控制器。控制器模块根据轴开关函数以及轴开关函数通过变换得到电压控制信号，根据空间矢量脉宽调制算法对整流桥功率开关管进行控制，将交流电源模块输出的交流电整流为直流电。该方法抗扰性能较好，高次谐波滤除效果和THD降低有明显的提高，有效的去除谐振。基于协同控制策略的LCL‑VSR控制器收敛速度及控制精度较好，保证系统的稳定。

随着电子控制技术的发展，LCL滤波的PWM电压型整流器(VSR)较传 统L滤波的PWM整流器有良好的高次谐波滤除效果而被大量研究推广。然而 滤波电容的引入增加了谐振现象，如不能有效去除，将造成总谐波畸变率(THD) 的增大，破坏系统稳定性。为了避免谐振问题众多控制理论被运用到LCL滤波 的VSR(LCL-VSR)中，例如滑模控制理论、直接功率控制策略、虚拟电阻法、 无阻尼控制策略等，这些方法以不同的方式来设计了控制系统，在提高功率因 数、降低谐波畸变率和解决谐振问题方面起到了一定效果。

湖北文理学院（Hubei University of Arts and Science）是省属全日制普通本科高等院校，位于全国历史文化名城、湖北省域副中心城市—襄阳市，地处中华民族智慧化身诸葛亮的故居—古隆中。学校办学历史最早可以追溯到创办于1958年的襄阳师范专科学校；1966－1978年，武汉大学襄阳分校在此设立；1998年3月，襄阳师范高等专科学校、襄樊职业大学、襄樊教育学院合并组建襄樊学院；2000年7月，湖北省工艺美术学校整体并入；2012年2月，更名为湖北文理学院。截至2022年12月，学校设有二级学院18个，开设本科专业59个；拥有2个一级学科硕士学位授权点、11个硕士专业学位授权点；有教职工1675人，专任教师1168人；全日制在校生19000余人。

本发明的有益效果：抗扰性能较好，高次谐波滤除效果和THD降低有明显 的提高，有效的去除谐振。实现高功率因数运行的情况下，基于协同控制策略 的LCL-VSR控制器收敛速度及控制精度较好，保证系统的稳定。

本专利成果采用技术转让，技术入股，技术合作等成果转化方式，希望进一步实现该专利的有益效果，有兴趣皆可面议。