一种基于washout滤波器的改进型滑膜变结构控制电路的制作方法

本实用新型属于电力电子技术领域，尤其涉及一种基于washout滤波器的改进型滑膜变结构控制电路。

背景技术：

滑模变结构控制器(Sliding Mode Controlled, SMC)是目前电机系统稳定性控制领域广泛应用的一种装置，在一定的工作范围内具有响应快，鲁棒性强，实现简单等优点，是一种典型的非线性控制装置，大量应用于逆变器的控制中。但滑模变结构控制器在使用过程中，当控制参数变化到一定阶段后，系统会出现不稳定现象，影响逆变器系统的实际工程应用。

已有技术中，由于SMC控制逆变器存在状态突变现象，且状态突变点随着控制参数的变化而变化，采用传统固定采样点的逆变器分岔图方法对其分岔现象进行研究并不准确且存在滑模控制系数的稳定工作参数范围较窄的缺陷，因此提出一种采用Washout滤波器的滑膜变控制结构，来扩大滑模控制系数的稳定工作范围。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种基于washout滤波器的改进型滑膜变结构控制电路，能够解决滑模变结构控制逆变器控制参数稳定工作范围较窄的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种基于washout滤波器的改进型滑膜变结构控制电路，其特征在于，包括：H6桥逆变器、阻感负载、滑膜变控制结构、washout滤波器以及脉冲宽度调制芯片；

所述H6桥逆变器包括6个开关管和两个高性能续流二极管，其输入侧接入直流电源，输出端连接阻感负载，其电阻与电感串联；所述负载端中间抽头依次连接AD转换器、washout滤波器和滑膜变控制结构；所述滑膜变控制结构的信号输出端连接至脉冲宽度调制芯片的输入端，所述脉冲宽度调制芯片为所述开关管的驱动模块。

优选地，所述开关管采用高频开关管。

优选地，所述滑膜变控制结构为数字信号处理芯片。

优选地，所述滑膜变控制结构输入端的输入信号为负载电流和负载正弦参考电流的误差值。

优选地，所述滑膜变控制结构输出端的输出信号为调制信号和单极性三角载波信号的比较值。

区别于现有技术的情况，本实用新型的有益效果：该改进滑模变结构控制解决了传统滑模变结构控制逆变器稳定工作范围窄这一缺陷，使稳定域比之前扩大超过2倍，极大的提升了逆变器的稳定工作范围，可更好的用于实际工程中。

附图说明

图1是本实用新型实施例基于washout滤波器的改进型滑膜变结构控制电路的电路结构原理图。

图2是传统滑膜变结构控制H6桥逆变器工作稳定域判断结果图。

图3是本实用新型实施例基于Washout滤波器的改进型滑膜变结构控制H6桥逆变器稳定域判断结果图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

提供一种基于washout滤波器的改进型滑膜变结构控制电路，其特征在于包括：H6桥逆变器、阻感负载、滑膜变控制结构、washout滤波器以及脉冲宽度调制芯片；

所述H6桥逆变器包括6个开关管和两个高性能续流二极管，其输入侧接入直流电源，输出端连接阻感负载，其电阻与电感串联；所述负载端中间抽头依次连接AD转换器、washout滤波器和滑膜变控制结构；所述滑膜变控制结构的信号输出端连接至脉冲宽度调制芯片的输入端，所述脉冲宽度调制芯片为所述开关管的驱动模块。

具体的，如图1所示，逆变器输入侧的直流电压为E；S₁～S₆为开关管；D₁、D₂为高性能续流二极管；负载为阻感性负载，由负载电阻R和电感L组成；i为负载电流，i_ref为负载正弦参考电流。u=k_e×sign(e)为输出控制量，e=i_ref-i为误差信号，k_e为滑模变结构控制器的比例系数，k₁为滤波器处理后的输出控制系数，u_control为调制信号，u_carrier为单极性三角载波，其滑膜变结构输出端将u_control与单极性三角载波u_carrier进行比较，产生S₁～S₄开关管的驱动信号。u_control的正半周和u_carrier比较产生S₁和S₄的驱动信号；u_control的负半周与u_carrier比较产生S₂和S₃的驱动信号；将i_ref与零信号比较产生S₅和S₆的驱动信号。

将washout滤波器应用到如上电路中，可以有效的提高电路的稳定工作范围；具体的，将电感电流i_n作为Washout滤波器的输入，通过Washout滤波器处理后，将其输出端作用于滑模控制的滑模控制参数，以实现对系统非线性不稳定性的有效控制。

由图2可以知道，传统滑膜变控制H6桥逆变k_e的稳定域为[0.01,0.021]，其稳定域较窄；而同理采用快变稳定性定理对基于Washout滤波器的改进型滑膜变控制结构从图3中可以看出来，其逆变器电路的稳定工作域为[0.01,0.048]，与传统滑膜变控制结构H6桥逆变器电路稳定域相比，k_e的稳定域扩大到原来的2.29倍。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。