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智能UPS控制技术

2015/2/5    来源:佳工网    作者:池从伟  秦娟英      
关键字:智能  UPS  PID  控制器  
在计算机网络及其相关网络通信技术迅猛发展的推动下,为确保在进行信息资源共享时所获得的数据、文件和图形等资料具有高度的真实可靠性、连续性和高保真度UPS(不间断电源)正越来越广泛地被应用到国民经济的各个领域。

1 引言

  在计算机网络及其相关网络通信技术迅猛发展的推动下,为确保在进行信息资源共享时所获得的数据、文件和图形等资料具有高度的真实可靠性、连续性和高保真度UPS(不间断电源)正越来越广泛地被应用到国民经济的各个领域。同时,随着信息技术的发展,智能信息处理以及基于网络的远程监控等新技术逐步应用于UPS中,构成了全智能化的UPS系统,方便了用户、提高了可靠性。本文着重介绍UPS控制技术,分析了UPS的PID控制技术的特性并深入分析了基于PID控制和重复控制的复合控制策略。

2 控制策略概述

  UPS逆变器的数字控制技术成为了当前逆变器研究领域的一个热点,出现了多种逆变器数字化控制方法,包括数字PID控制、状态反馈控制、无差拍控制、重复控制、模糊控制等,有力地推动了UPS技术的发展。

  每一种控制方案都各有其长短。某些控制方法虽然具有较好的动态响应速度,但稳态输出电压谐波失真度又达不到要求;某些控制方法虽然同时具有较高的动态和稳态精度,但它对参数变化很敏感,鲁棒性不好;某些控制方法有很好的稳态精度,但动态响应效果却很差;某些控制方法受硬件水平的限制,目前还不能得到很好的应用。因此,一种必然的发展趋势是各种控制方案互相渗透,相互取长补短,构成复合的控制方案。

3 数字PID控制

  在UPS逆变器控制中,最常用、最简单的方法是PID控制,具体实现方式包括电压瞬时值反馈控制和电压电流双闭环反馈控制,图1所示为电压瞬时值反馈控制。

电压瞬时值反馈控制

  电压瞬时值反馈的控制策略优点是只使用了一个电压传感器,缺点是系统动态响应特性不好,跟踪特性不是很好, 波形质量欠佳。图2为采用此控制方法在10KVA逆变器上带容性负载时的输出电压波形。从图中可以看出波形失真度较大,难以满足高质量电源的要求。

电压瞬时值反馈控制

  改善电压源逆变器的动态特性的方法之一是增加一个电流闭环。在这种控制策略中,滤波电容的电流(也就是输出电压的微分)作为一个反馈变量引入到控制系统中,达到改善输出波形质量,它必须使用一个霍尔传感器来检测滤波电容电流,增加了系统的复杂性和成本。

责任编辑:陈浩
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