电力电子控制器PID参数的几种调试方法

1©2019TheMathWorks,Inc.电力电子控制器PID参数的几种调试方法周末MathWorks2电力电子控制简介作用：✓反馈（闭环）控制。这是控制器的核心部分，利用了控制反馈来决定输出电压和电流。PID控制就是其中应用最广泛的控制技术。✓上层逻辑控制。例如，电力电子系统运行模式的切换和状态逻辑控制。✓监控部分。用来监测和保护电力电子系统或者其它连接系统，从而免受故障影响。3目的▪用简单的DC/DC例子，介绍一下各种PID参数调试的方法。4PID调试方法概览方法描述方法1基于开关平均模型进行PID调试方法2基于详细开关模型进行ACSweeping频域扫描辨识方法3基于详细开关模型进行FrequencyResponseBasedTuning方法4基于详细开关模型进行时域阶跃响应辨识方法5基于详细开关模型进行AutoTuning5Simulink中的PID调试需要线性化的被控对象可直接线性化不可直接线性化6平均模型=小信号分析法（smallsignalanalysis）在一个开关周期内进行状态空间平均，得到非线性化模型在工作点（operatingpoint）进行小信号注入和分析，获取线性的平均模型推算传递函数有两种方式：1.基于整个电子线路，运用小信号分析法2.基于开关网络，运用小信号分析法（开关平均模型）71.基于开关平均模型进行PID调试▪优势–调试速度快–绝大多数电力电子控制适用–利用Simulink很多控制调试功能▪劣势–需要改变模型，取代实际的开关器件82.基于详细开关模型进行ACSweeping频域扫描辨识▪保留开关器件，进行频域扫描辨识▪优势–无需改变模型–业界标准做法▪劣势–模型辨识时间长–需要较深使用水平93.基于详细开关模型进行FrequencyResponseBasedTuning▪优势–无需改变模型–速度快–自动化–抗干扰性好▪劣势–只适用于PIDtuner104.基于详细开关模型进行时域阶跃响应辨识▪优势–无需改变模型–速度相对较快–抗干扰性好▪劣势–只适用于PIDtuner–只对低阶模型有效115.基于详细开关模型进行AutoTuning▪优势–无需改变模型–速度相对较快–可直接用于硬件–自适应性调试–可以生成代码–抗干扰性好▪劣势–只适用于PID控制12总结✓平均模型是一个很有效、速度快的方法•有足够的理论支撑•可先用平均模型调试PID参数，然后用详细模型校验✓Simulink也提供了其它多种方法供调试•时域辨识•频域辨识✓善用自动化的调试方法可节约大量时间•本着先手动后自动的原则•自动代码生成