三相电压型逆变器鲁棒跟踪双环控制器

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1、-河北科技大学电子设计自动化结课论文三相电压型逆变器的鲁棒跟踪双环控制器学生姓名李元阳学号12L0551012学生专业机械类班级1二级学院理工学院指导教师赵甘露.---三相电压型逆变器的鲁棒跟踪双环控制器李元阳(河北科技大学理工学院机械类，石家庄，050018)摘要:为了保证三相逆变器在负载变化及参数摄动时输出电压动态响应快、稳态精度高、波形失真率小，基于邓模型设计一种电感电流内环电压外环的双闭环控制器。电压外环采用离散积分滑模控制以改善系统的稳态性能并增强系统的鲁棒性。进行了正弦波跟踪的仿真实验，结果是突加纯阻性负载时调整时间为

2、2ms,暂态过程中输出电压总谐波畸变率为3.46%;当参数缓慢变化时总谐波畸变率为0.13%。仿真结果表明:当系统参数和负荷有较大变化时系统能很好的跟踪参考电压，控制策略是可行的。关键词:三相电压型逆变器;双环控制;离散积分滑模控制Robusttrackingdual-loopcontrolofthree}hasevoltagesourceinvertersLiYuanyangShijiazhuang050018,China)Abstract:Adull-loopcontrollerdesignforthree-phssevolt

3、sgeinverterswasdevelopedinthe嘟referenceframetoachievefasttransientresponseandgoodstesdy}tsteaccuracy.'fhecontrollerhasaninnerinductancecurrentloopandanoutervoltageloop,withthevoltageloopdesignbasedondiscreteintegralslidingmodecontroltoimprovethestesdy}tsteaccuracyandt

4、herobustness.Whentrackingasinewavereferencevoltage,thesettlingtimeis2msandthetotalharmonicdistortionis3.460Iowithanappliedabruptlyresistiveload.'fhetotalharmonicdistortionis0.130Iowiththesystemparametersvaryinggradually.Simulationsshowthatthecontrolleraccuratelytracks

5、thereferenceinthepresenceofloaddisturbancesandparametervariations.Keywords:three-phssevoltsgesourceinverters;dull-loopcontrol;discreteintegralslidingmodecontrol随着电压源逆变器在工业中应用的日益普及，对其输出波形要求也越来越高，要求输出电压稳态精度高、失真率小、对负载变化动态响应快。提高逆变器性能的一个关键就是控制器的设计，近年来有大量关于逆变器控制器的研究。为了获得好的动

6、,u性能常采用电压外环电流内环的双闭环控制[‘一3〕，采用电感电流内环可以实现软件限流从而保护逆咬器物理系统[z1。滑模控制对被控对象的模型误差、对象参数tlf变化以及外部干扰的不变性以及良好的动态调节喂性使得其在逆变器的控制器设计中非常具有吸弓力。特别是随着数字技术的发展以及离散滑模控湘理论的日趋成熟，基于离散滑模控制设计控制器筱到了人们的关注[3-5]。文[4,.---5]采用传统的离散滑棒控制方法，但是传统的滑模控制在跟踪阶跃信号彭者任意信号时会产生稳态误差。为了改善控制器郎稳态性能，文[3]提出了离散积分滑模控制，但是G能

7、针对可控标准型的系统。三相系统由于三相之间的藕合使得控制器的该计更为复杂，通过坐标变换将三相公共坐标系下}f系统变换到嘟坐标系中可以实现简化[5]。本文首失建立了三相逆变器a}坐标系中的离散模型，提出一种电感电流内环电压外环的控制器设计方法。将文16]的离散积分滑模控制方法进行扩展应用于电T环的设计，进一步改善系统的动态及静态性能，并榨强系统的鲁棒性。仿真结果验证了控制器的有效性。1离散模型的建立三相脉冲宽度调制(pulsewithmodulation,PWM)电压型逆变器系统结构图如图1所示，其牛Cr为滤波电容，Lr为滤波电感，

8、:为滤波电感上郎等效电阻，Z为负荷，负荷等效为电流源as。为增弛系统阻尼采用电感电流内环控制，将负荷视为系纤外部干扰，滤波电容两端电压:。视为输出，建立αβ坐标系下的三相逆变器周期平均模型为其中:a=0;a,z=1/Cr;az,=一1/Lr;az