一种双向LLC电路的虚拟直流电机控制方法和装置

本公开涉及电路控制，尤其涉及一种双向llc电路的虚拟直流电机控制方法和装置方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术：

1、llc电路，指的是一个电感l，一个电容c，一个变压器l，是一种通过控制开关频率(频率调节)来实现输出电压恒定的谐振电路。双向llc变换器因其具有双向传输性、高效率和高功率密度等优点，被广泛应用于储能系统和直流微电网中。由于双向llc电路中的元件均为非旋转静止元件，不具备传统电机的转动惯性和阻尼特性，呈现低惯性特性，导致在直流微电网中出现负载切换时电路的输出电压会产生波动，因此需要增加虚拟惯性调节来抑制输出电压的波动。

2、目前常用的虚拟惯性技术包括附加惯性控制、虚拟电容控制和虚拟直流电机控制等，上述方式通常用于交流电网中的逆变器控制，而且集中在非双向llc变换器中，尚未应用于双向llc变换器中。

技术实现思路

1、本公开实施例的目的在于提供一种双向llc电路的虚拟直流电机控制方法和装置方法、装置、存储介质及电子设备，用以解决现有技术中双向llc电路在负载切换时电路的输出电压波动的问题。

2、本公开的实施例采用如下技术方案：一种双向llc电路的虚拟直流电机控制方法，包括：根据双向llc电路的拓扑结构建立所述双向llc电路的数学模型；根据所述数学模型，确定所述双向llc电路在所述数学模型下的电流开环传递函数和电压开环传递函数；类比直流电机转子的机械运动方程，建立所述双向llc电路的等效虚拟控制方程；根据所述等效虚拟控制方程，确定所述双向llc电路的小信号模型；根据所述数学模型下的电流开环传递函数和电压开环传递函数，结合所述双向llc电路的控制框图，确定所述双向llc电路在所述小信号模型下的电流闭环传递函数和电压闭环传递函数；根据所述小信号模型下的电流闭环传递函数和电压闭环传递函数，确定所述小信号模型在负载切换时输出的实际电压值；根据输出电压参考值和所述实际电压值之间的压差以及所述压差的导数确定虚拟惯性调节参数，根据所述虚拟惯性调节参数对所述双向llc电路的电压闭环传递函数的输出进行控制。

3、本公开实施例还提供了一种双向llc电路的虚拟直流电机控制装置，包括：数学模型建立模块，用于根据双向llc电路的拓扑结构建立所述双向llc电路的数学模型；第一传递函数确定模块，用于根据所述数学模型，确定所述双向llc电路在所述数学模型下的电流开环传递函数和电压开环传递函数；等效模型建立模块，用于类比直流电机转子的机械运动方程，建立所述双向llc电路的等效虚拟控制方程；根据所述等效虚拟控制方程，确定所述双向llc电路的小信号模型；第二传递函数确定模块，用于根据所述数学模型下的电流开环传递函数和电压开环传递函数，结合所述双向llc电路的控制框图，确定所述双向llc电路在所述小信号模型下的电流闭环传递函数和电压闭环传递函数；虚拟惯性计算模块，用于根据所述小信号模型下的电流闭环传递函数和电压闭环传递函数，确定所述小信号模型在负载切换时输出的实际电压值；根据输出电压参考值和所述实际电压值之间的压差以及所述压差的导数确定虚拟惯性调节参数，根据所述虚拟惯性调节参数对所述双向llc电路的电压闭环传递函数的输出进行控制。

4、本公开实施例还提供了一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的双向llc电路的虚拟直流电机控制方法的步骤。

5、本公开实施例还提供了一种电子设备，至少包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现上述的双向llc电路的虚拟直流电机控制方法的步骤。

6、本公开实施例的有益效果在于：类比直流电机建立双向llc电路的等效虚拟控制模型，结合虚拟直流电机的惯性模拟，根据双向llc电路的实际输出电压与输出电压参考值之间的压差及其导数确定虚拟惯性调节参数，以实现基于双向llc电路的实际工况所进行的自适应惯性调节。

技术特征：

1.一种双向llc电路的虚拟直流电机控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的虚拟直流电机控制方法，其特征在于，所述类比直流电机转子的机械运动方程，建立所述双向llc电路的等效虚拟控制方程，包括：

3.根据权利要求2所述的虚拟直流电机控制方法，其特征在于，所述根据所述等效虚拟控制方程，确定所述双向llc电路的小信号模型，包括：

4.根据权利要求3所述的虚拟直流电机控制方法，其特征在于，所述根据所述数学模型下的电流开环传递函数和电压开环传递函数，结合所述双向llc电路的控制框图，确定所述双向llc电路在所述小信号模型下的电流闭环传递函数和电压闭环传递函数，包括：

5.根据权利要求4所述的虚拟直流电机控制方法，其特征在于，所述根据输出电压参考值和所述实际电压值之间的压差以及所述压差的导数确定虚拟惯性调节参数，包括：

6.根据权利要求5所述的虚拟直流电机控制方法，其特征在于，所述根据所述虚拟惯性调节参数对所述双向llc电路的电压闭环传递函数的输出进行控制，包括：

7.根据权利要求1至7中任一项所述的虚拟直流电机控制方法，其特征在于，所述双向llc电路在所述数学模型下的电流开环传递函数和电压开环传递函数分别为：

8.一种双向llc电路的虚拟直流电机控制装置，其特征在于，包括：

9.一种存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的双向llc电路的虚拟直流电机控制方法的步骤。

10.一种电子设备，至少包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的双向llc电路的虚拟直流电机控制方法的步骤。

技术总结
本公开提供了一种双向LLC电路的虚拟直流电机控制方法和装置，方法包括：根据电路的拓扑结构建立电路的数学模型；根据数学模型，确定电路在数学模型下的电流开环传递函数和电压开环传递函数；类比直流电机转子的机械运动方程，建立电路的等效虚拟控制方程；确定电路的小信号模型；确定电路的电流闭环传递函数和电压闭环传递函数；确定小信号模型在负载切换时输出的实际电压值；根据输出电压参考值和实际电压值之间的压差以及压差的导数确定虚拟惯性调节参数，根据虚拟惯性调节参数对电路的电压闭环传递函数的输出进行控制。本公开结合虚拟直流电机的惯性模拟，并确定虚拟惯性调节参数，以实现基于电路的实际工况所进行的自适应惯性调节。

技术研发人员：杨红,李和,杨汝
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15