控制算法的具体实现

　　控制算法是整个控制系统非常重要的组成部分，它把硬件电路联系在一起，完成了系统的功能。能量释放系统控制程序由主程序、捕获单元子程序、ADO中断子程序、APFC子程序、PWM信号生成子程序等程序模块组成。控制程序主要采用中断的方式来执行，通过设定计时器寄存器来确定中断周期。中断周期即采样控制周期设定为20kHz，中断开始采样控制，完成后返回主程序。

　　储能飞轮能量释放系统控制算法旨在输出平稳的电压，电流无畸变，功率因数尽量达到1。要使变换器工作时达到单位功率因数，必须对电流进行控制，保证其为正弦波形且与电压同相。根据是否引入电流反馈可以将这些控制方法分为两种：引人交流电流反馈，对输人电流进行直接控制的称为直接电流控制（DCC）。根据电流跟踪方法的不同，直接电流控制可分为滞环电流比较法控制、定时瞬时电流比较法控制和三角波电流比较法控制等。没有引入交流电流反馈的称为间接电流控制，间接电流控制也称为相位幅值控制（PAC）。

　　间接电流控制就是通过控制转换器的交流输入端电压，实现对输入电流的控制。这种控制方法没有引入交流电流控制信号，而是通过控制输入端电压间接控制输入电流，故称间接电流控制；又因其直接控制量为电压，所以又称为相位幅值控制。间接电流控制从稳态相量关系出发进行电流控制，具有结构简单、检测量少、控制简单的特点；但其由于缺少了电流环，动态响应速度较慢，不适合快速调节，另外用到了电路参数R、L，电路参数与给定参数一致性较差，也会影响控制的。

　　直接电流控制中直接检测交流侧电流信号加以控制，有网侧电流闭环控制等优点，而且受参数影响小，所以本设计采用直接电流控制的三角波电流比较控制法。直接电流控制中直接检测交流侧电流信号加以控制，系统响应快，动态响应好，但检测量较多，需要电压、电流反馈。

　　本算法实现如图所示，主电路输出电压的采样Vo／H和基准电压Vref比较后，输入给电压误差放大器，输出值为X，输入整流电压采样y（即VDC／K）和X的乘积Z为电流反馈控制的基准信号，与开关电流检测值iLRi比较后，其高频分量通过电流误差放大器被平均化处理，再经过电流误差放大器加到PWM驱动器的负输入端，与20kHz的三角载波比较后输出PWM控制信号，控制直流降压斩波器开关管的通断，并决定了占空比。电流环调节输人电流平均值，从而使输人电流iL，的波形与整流电压VDC，的波形基本保持一致，于是电流误差被迅速而精准地校正，电流谐波大大减少。由于电流环有较高的增益带宽，从而使跟踪误差产生的畸变小于1％，实现功率因数接近于1，同时保持输出电压恒定。

　　图 平均电流控制法实现原理图

　　控制斩波器通断的还有转速信号。转速反馈信号与转速参考信号比较，如果转速低于参考转速，则此时输出功率和效率已经很低，因此由此信号关断开关管，停止能量转换，否则由上述中的PWM控制信号控制开关管。