] 图13是采用本发明方法优化所得PI参数控制变换器得到的负载突变时的实验波 形；
[0049] 图14是采用现有PI参数整定方法优化所得PI参数控制变换器在负载突变时得到 的实验波形；
[0050] 图15是采用加权混浊粒子群方法优化所得PI参数控制变换器在负载突变时得到 的实验波形。
【具体实施方式】
[0051 ]下面结合附图及具体实施例对本发明进行进一步的说明。
[0052] 本发明针对初始粒子在解空间分布影响粒子群算法收敛性的问题，通过采用单向 禪合映像格子时空混浊映射来初始化粒子的初始位置和速度，更好地实现粒子的初始均匀 分布，提升了粒子捜索速度并避免陷入局部最优解。同时将粒子群优化算法与化reto理论 相结合，用W权衡多目标寻优中有可能出现的多个目标解的优劣，W实现多目标之间的自 动均衡。
[0053] 本发明方法作为一种针对多参数多目标情况下的混浊粒子群参数寻优的方法，在 此W复合有源巧位软开关Ξ相功率因数校正变换器下简称变换器)双闭环比例积分(PI 控制器)为实施例对象，通过本发明参数优化方法优化PI控制器参数W提高变换器的动静 态性能。
[0054] 下面对实施例对象(变换器及PI控制器)设计过程进行简要描述与分析：
[0055] 参照图1，在复合有源巧位软开关Ξ相功率因数校正变换器电路中，Ua、化和化为Ξ 相输入电源电压，ia、ib和相输入电流，La=Lb = Lc = l^S相输入交流滤波电感，Ξ相 输入电感及开关元件的等效电阻均为R，输出滤波电容为C，直流侧负载为化;Ξ相主电路桥 臂采用6个IGBT元件(S1-S6)两两串联后再并联而成，每个IGBT元件与一个二极管(Di-Ds)对 应两两反并联，即每个IGBT元件的发射极与配对的二极管正极相联，每个IGBT元件的集电 极与配对的二极管负极相联;谐振电感Lr、辅助开关S7和开关并联电容Ci-C細成谐振电路， 为软开关创造条件，C。为巧位电容，巧位电路的加入，降低了主开关两端的电压应力；屯个 IGBT元件的驱动采用12扇区空间矢量调制算法进行控制，实现输入Ξ相交流电压的整流及 功率因数校正的要求，
[0056] 根据电路基本规律(基尔霍夫电压、电流定律），变换器在abc^相静止坐标系下的 模型为： 障]
(4)
[0化引其中，Sa，Sb，Sc分别表示Ξ相桥臂的开关函数，当Si = l，i=a，b，C时，代表i相上桥 臂IGBT导通，下桥臂IGBT关断；当Si = 0，i = a，b，c时，代表i相上桥臂IGBT关断，下桥臂IGBT 导通;Udc为输出直流电压，化C为巧位电容两端电压，iL = Udc/化为负载电流。
[0059] 由Ξ相abc坐标系变换到两相αβ坐标系的恒功率变换如下：
[0060]
[0061 ]再由两相αβ坐标系变换到dq旋转坐标系如下：
[0062]
，w = 2村为输入 正弦电压角速度；
[0063] 通过上述的两次变换，将式(4)由abc坐标系下变换到dq坐标系下得到式(5):
[0064]
(5)
[0065] 由于Cc?C，使得Ucc?Udc，因此忽略化C得到式(6):
[0066] (6；
[0067] 其中，Ud和Uq分别为dq坐标系下的d轴和q轴电压，id和iq分别为dq坐标系下的电流 有功和无功分量，Sd和Sq分别为开关函数在dq坐标系下的开关分量。
[0068] 由式(6)得到的电流环方程如下：
[0069]
巧）
[0070] 其中，Urd和Urq分别为d轴和q轴的电流控制量，Urd = SdUdc，Urq = SqUdc。
[0071 ]电流环控制器采用前馈解禪PI控制策略如下：
[0072]
(8)
[007；3] 其中eid和eiq分别表示对应的d轴和q轴电流误差，eid = id-idref，eiq=iq-iqref，idref 和iqref分别表示d轴和q轴电流参考值，山<1。、山<^、山。。、山。期为(1轴和9轴电流?1控制参数，
[0074] 电流环控制器分为d轴PI控制器和q轴PI控制器两部分，d轴电流id为有功电流，影 响着变换器输入电流的幅值;d轴电流iq为无功电流，影响着变换器的功率因数，为了达到 单位功率因数，需要iqref = 0，idref由电压环控制器给出；可见，电流环控制器的主要作用就 是使输入电流为正弦且与输入电压同相位，即保持变换器功率因数为1，因此，评价电流环 PI控制器的优劣是看能否尽快地使变换器达到单位功率因数，运需要d轴和q轴PI控制参数 共同作用W达到良好的控制效果。
[0075] 由式(6)得到的电压环方程如下：
[0076]
(自)
[0077] 电压外环采用如下控制器时，实现输出直流电压的跟踪控制，见下式：
[007引
（?Ο)
[0079] 其中Udcref为电压参考值，kvp、kv汾别为电压环PI控制器比例与积分系数，
[0080] 电压环控制器的主要作用是对输出直流电压进行调节，通常情况下，比例系数kvp 起着加快电压响应速度，减少过渡过程时间的作用，但kvp过大将引起系统超调过大;积分系 数kvi起着减少输出电压稳态误差的作用，同样积分系数影响超调和收敛速度。因此，考虑电 压环性能是应从两个方面综合考虑其性能，即输出直流电压的响应速度和超调，W及稳态 误差。
[0081] 综上所述，针对变换器输出直流电压和输入Ξ相电流的不同控制目标，式（10)的 电压外环控制器和式(8)的电流环控制器共同组成的变换器实施例的电压外环，电流内环 的双闭环PI控制器，参照图2所示，其中化dcre广Udc)作为电压环控制器的输入，通过比例积 分环节得到电压环控制器的输出idref;idref作为电流环d轴控制器的输入，与采样的Ξ相输 入电流经过Ξ相变换后得到的有功电流id计算得到d轴电流误差eid，eid通过电流环d轴比例 积分环节，再加上解禪项(Ud+wLiq-Rid)得至Ijd轴电流环的输出控制量Urd;同理，lqref = 0作为 电流环q轴控制器的输入，与采样的Ξ相输入电流经过Ξ相变换后得到的无功电流iq计算 得到q轴电流误差eiq，通过电流环q轴比例积分环节，再通过Ξ相解禪环节化q-wLid-Riq)得 至Ijq轴电流环的输出控制量Urq;可见，双闭环控制器其共有6个控制PI控制参数，运些控制参 数共同作用W达到良好的控制效果。
[0082] 参照图5,结合前述的实施例对象描述，本发明的方法，按照W下步骤具体实施：
[0083] 步骤1，确定实施例目标函数和待优化参数
[0084] 待优化的目标函数为ns个，待优化参数的数量为N个，针对问题的不同优化目标选 取合适的目t不函数，比如Jl，J2 ,…，Jns ;
[0085] 对于实施例对象，待优化参数为双闭环PI控制器参数，待优化参数PI控制器参数 数量N = 6，分别为kvp、kvi、kidp、kidi、kiqp及kiqi;待优化的目标函数为ns = 3个，如图3所示，针 对控制器需要满足的3个目标是：1)电压外环作为控制器要求具有较快的响应速度和较小 的超调，对应图3分隔线左部分阴影区域尽可能小，该目标函数定义为Jvi;2)要求电压环的 稳态误差为0,对应图3分隔线右部分阴影区域趋近于0,即电压环的稳态误差趋近于0,目标 函数定义为Jv2 ;; 3)电流内环应快速平稳的控制输入电流跟踪电压，实现单位功率因数，即 变换器功率因数与1间的差值尽可能小，目标函数定义为Ji，则有：
[0089] 其中，Li代表输出直流电压在瞬态阶段的数据长度;L2代表输出直流电压在稳态阶 段的数据长度;L3代表功率因数值的数据长度;ei和ej分别表示输出直流电压误差和功率因 数误差，ei = Udcref(iT)-Udc(iT)，ej = PF(jT)-l;T为采样间隔，PF(jT)表示在第j个采样时间 段的功率因数值;ε表示稳态误差的限，用于区分瞬态和稳态阶段，误差大于ε时计入目标函 数Jvl，否则计入目标函数Jv2。
[0090] 步骤2,算法初始化
[0091] 初始化粒子种群规模为M，粒子为多维粒子，其维数等于待优化参数的数目N，最大 迭代次数为kmax，初始全局最优解集中解的个数j = 0,初始个体历史最优解集中解的个数im =0，随机初始化(第一次迭代时)初始化全局粒子最优位置Yg= [Ygl，…，YgN]，初始化粒子的 个体历史最优目标函数Jlmax(m) =0，J2max(m) =0，…，Jnsmax(m) =0，m= 1,2 ,…，Μ，
[0092] 针对多个待优化参数，采用单向禪合映像格子时空混浊模型初始化粒子群优化算 法的粒子初始位置及初始速度，初始位置表示为Xmn(O)，初始速度表示Vmn(O)，其中m=l， 2,…，Μ，η = 1，2，···，Ν，分别表示为第0次迭代时第m个粒子η维的位置、飞行速度，
[0093] 对于上述的实施例对象，初始化粒子种群规模为Μ=100,粒子为多维粒子，其维数 等于待优化参数的数目为Ν = 6，第k代的粒子m表示为Xml化）、Xm2化）、Xm3化）、Xm4化）、Xm5化） 和Xm6化），代表双闭环PI控制器六个控制参数kvp、kvi、kidp、kidi、kiqp和kiqi。最大迭代次数为 kmax = 10，随机初始化(第一次迭代时)全局粒子最优位置Yg = [ Ygl，Yg2，Yg3Yg4，Yg日，Yg6] E [ο， 5 ],初始化个体历史巧优目 t不函数Jvlmax(m) = 0 , Jv2max(m) = 0 ,…，Jnsmax(m) = 0,m=l ,2,···, Μ。针对多个待优化控制参数，采用单向禪合映像格子时空混浊模型(式（1)所示)初始化粒 子群优化算法的粒子初始位置及速度，混浊时空模型初始位置取[0，1 ]间的随机数，单向禪 合映像格子时空混浊状态图，如图4所示，其生成的初始粒子通过乘W系数kx和kv转换到对 应参数范围[0，kx ]及[0，kv]之间，对于粒子位置初始化kx = 5，