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基于误差储存函数的电流型PWM整流器最优控制
引言
在现代电力电子控制领域中，PWM技术已经成为了主流的调节方式。在众多的PWM拓扑中，电流型PWM整流器是应用最为广泛的一种，尤其是在短路保护和半控制桥直流电机驱动器方面应用迅速发展。在电流型PWM整流器中，最优控制算法可以实现优秀的动态性能、有效的控制精度和高效的响应速度。因此，本文通过分析最优控制算法和误差储存函数的理论基础，重点研究了电流型PWM整流器最优控制的实现过程。
一、电流型PWM整流器控制策略
电流型PWM整流器是一种将交流输入转化成定直流输出的电路，其输入端为变压器输出，输出端为滤波电容。在电流型PWM整流器中，经典的控制策略是基于电流环和电压环的双闭环控制方式。
电流环控制是用于根据实际电流和参考电流产生一个调节信号，该调节信号将控制开关管的通断，以实现控制电流的目的。电压环控制则是用于维持电容电压为设定值，并监测输出电压快速变化，以便及时校正电流环。
电流型PWM整流器中采用开环控制时，其动态响应性能较弱，无法满足实际应用的需求。因此，在控制方案中构建误差信息和控制算法，可以显著提高整流器的动态性能和稳态精度。
二、最优控制算法基础理论
最优控制是一种寻求使某一性能指标达到理论最优的控制策略，其核心思想是将控制过程建模化简，以获得更好的性能和更高的效率。
误差储存函数（ESF）是一种基于控制对象模型的最优控制算法。在电流型PWM整流器控制中，误差储存函数是根据反馈信息从电流环和电压环中抽取出总误差及其一次积分、二次时间变化和滤波等因素，以产生最佳控制算法。
当误差储存函数稳定时，整个电流型PWM整流器控制系统的稳定性将得到保证，并且稳态精度得到提高。同时，通过选择合适的ESF参数和算法模型，可以进一步优化控制效果，从而实现电流型PWM整流器的最优控制。
三、电流型PWM整流器最优控制实现过程
1.ESF参数选取
ESF参数的选择取决于控制对象的特性和性能指标，因此在选择ESF参数时必须仔细衡量实际应用需求和电流型PWM整流器的性能特点。
2.ESF算法模型
误差储存函数的实现模型通常采用双曲线函数拟合算法和滤波算法。双曲线函数拟合算法将上一个采样时刻的反馈误差值作为输入，以当前的误差值为输出，将误差积分项和误差时间变化项实现反馈调节。滤波算法则通过对误差信号进行低通滤波处理，消除高频噪声和控制波动，提高控制响应速度和稳态精度。
3.最优控制实现
最优控制的实现过程包括误差储存函数的参数设置、误差信息提取和控制算法实现。具体步骤如下：
（1）误差储存函数参数设置：确定误差储存函数的参数、次数和抽取误差信息的位置。
（2）误差信息的提取：根据反馈信息分别从电流环和电压环中抽取出误差信息，并进行计算和处理以获得最优控制信号。
（3）控制算法的实现：实现基于ESF的最优控制算法，并将其嵌入整流器控制闭环中。
4.最优控制验证
最优控制算法实现后，需要进行实验验证。通过实际实验测量，比较最优控制和经典控制方案的动态响应性能和稳态精度，以验证最优控制算法的效果和优越性。
结论
本文重点研究了电流型PWM整流器最优控制的实现过程。理论分析表明，通过引进误差储存函数和最优控制思想，可以显著提高电流型PWM整流器的动态性能和稳态精度。在实现过程中，ESF参数的选择和算法模型的设计是实现最优控制算法的两个重要方面。最后，通过实验验证可以进一步证明最优控制算法的实际应用价值。