一种新颖的自适应pwm逆变电源

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1、一种新颖的自适应PWM逆变电源

2、第1内容显示中摘要：详细介绍一种新颖的P逆变电源的数字控制方法——自适应重复控制。该方法的应用使系统具有自适应能力，能自动地消除由于未知的负载周期性扰动而产生的输出交流周期畸变，这为解决逆变电源在整流性负载下输出波形畸变较大的问题提供了一条良好的途径。ANovelSelf－adaptionPInverterAbstract:Thispaperdescribesanovelpulseodulated(P)inverterbasedondigitalcontrol-adaptiverepetitivecontrol.Theproposedco

3、ntrolschemecanadaptivelyeliminateperiodicdistortionsresultedbyunknothattheoutputoftheinverterouseg(this)">见图1，在该系统中，将逆变桥、LC滤波器及整流性RC负载的整体作为系统的控制对象。其中，Ud为直流电源电压，g1，g2，g3，g4为功率管开关信号，U1，U2分别为电流、电压反馈信号。该自适应控制方案由图2表示。其中：r(k)—参考信号；y(k)—系统输出；e(k)—误差信号；500)this.style.ouseg(this)">Q(z－1)、S(kz－1)—

4、辅助补偿器；rc(k)—经补偿后的参考信号；P(kz－1)—系统受控对象的闭环传递函数。该控制系统主要包括两个部分：其一为离散重复控制器，另一为自适应参数调节器。它们的工作原理如下：（1）离散重复控制器500)this.style.ouseg(this)">重复控制是指能消除所有包含在稳定闭环内的周期性误差的控制方案，如图3所示。其中，P（z－1）代表被控对象的传函，d(k)为干扰信号，其余信号的定义与图2中相同。由图可得：500)this.style.ouseg(this)">E(z－1)和D(z－1)为e(k)，d(k)的Z变换，若d(k)是一个周期为N的扰动，则其

5、Fourier变换为500)this.style.ouseg(this)">而传函在频域内可表示为500)this.style.ouseg(this)">若Q(z－1)=1且P(z－1)是稳定的，则

6、H(jω)

7、=0（ω=2nπ/N，n=0，…，N－1）这表明这些周期性误差能被重复控制器所消除，在这种情况下就能获得无误差的跟随。但是，这就要求有很强的稳定度。在实际应用中，可以减弱这一条件，如令：

8、H(jω)

9、<μ(jω)（ω=2nπ/N，n=0，...，N－1）这里μ(jω)为周期性误差的允许范围。（2）自适应参数调节器在重复控制系统的基础上添加自适应参数调节器，

10、就构成自适应重复控制系统。自适应参数调节器从本质上讲是一种算法，它使系统具有自适应能力，能根据实际的系统特性调整控制参数，以达到所期望的性能指标。在本系统中，自适应参数调节器利用递推最小二乘算法（RLSE），实时辨识系统受控对象的结构参数，从而依据期望的性能指标对离散重复控制器的参数进行调节。如图2，在本控制方案中，首先构成以图1中信号U1，U2为反馈的闭环，将该闭环的传函记为P(z－1)，并近似认为其为二阶时变结构，即500)this.style.ouseg(this)">式中a1，a2为时变参数，其控制思想是：首先由自适应参数调节器在线地辨识系统受控对象的结构参数a

11、1(k)，a2(k)，然后根据辨识结果调节辅助补偿器S(kz－1)的参数，以得到适应系统结构的控制规律，从而使y（k）跟随r（k）。由于辨识是实时的，就能使系统总能根据实际的运行条件进行控制，从而可以提高控制的精度，这也就实现了自适应的思想。3实验与效果根据文献[6]该方案已在2kVA，输出100VAC，60Hz的逆变器上得以实现并取得了良好的效果。（1）对于峰值系数为3的整流性负载，相同条件下采用状态反馈控制，得到输出电压THD值为8％，而采用自适应控制后THD值能在0.2s内降低为1％[6]；两种方案下的输出波形比较如图4所示。（2）该方案有效地消除了由于周期性的未

12、知的系统特性参数变化（包括负载参数、元器件参数）而对系统输出造成的影响。500)this.style.ouseg(this)">（3）与其它控制方案相比，该方案不但具有较快的误差收敛速度，而且还确保了系统在大的负载扰动下的稳定性（4）与无差拍控制方法中应用的负载参数辨识相比，该方案辨识的是系统的结构参数，即是总体考虑，而不仅仅从局部上着眼，因此更为先进，更利于应用。（5）该方案更为有利的是，在设计时不必知道P逆变电源系统确切的数学模型，而只需在应用中用实时辨识的模型代替。这就提供了一条途径，使得自适应控制方法能直接应用于传统的模拟控制的P