基于双闭环准比例谐振控制的逆变器研究

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1、硕士学位论文基于双闭环准比例谐振控制的逆变器研究ResearchoftheDoubleLoopNon—idealProportionalResonantControlInverter学21113029大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明

2、确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：作者签名：大连理工大学硕士学位论文摘要逆变器作为不问断电源、光伏发电系统等系统的核心，其控制算法决定了逆变器的性能、关系到整个系统的运行状态。目前，逆变器多采用PID控制算法，不能实现逆变器的无静差调节。针对此问题，本文提出了一种双闭环准比例谐振控制方式，并以dsPIC单片机为核心设计了实验样机，对控制算法进行了验证，结果表明本文提出的控制算法可以实现逆变器的无静差调节。本文的主要内容如下：首先对单相逆变器的数学模型进行分析，通过平均状态分析方法对单极性SPWM控制的逆变器进行建模，在简化

3、模型的基础上，将逆变器的设计分为滤波器、电流内环控制器、电压外环控制器三个部分，建立了可适应多种控制算法的单相逆变器双环控制模型。在此基础上，对LC滤波器进行了设计，对比分析了比例谐振控制器和准比例谐振控制器的特性，建立了基于双闭环准比例谐振控制器的控制算法，分析了电流内环和电压外环的开环、闭环频率特性以及准比例谐振控制的无静差控制性能。其次，建立了双闭环准比例谐振控制逆变器的MATLAB仿真模型，对逆变器在满载、半载、阻感性负载及非线性负载情况下的稳态和动态特性进行仿真，验证了双闭环准比例谐振器的控制效果。最后，对逆变器的硬件电路进行设计，分析了控制电路、采样电

4、路、驱动电路、采样信号滤波电路的设计原理，结合dsPIC单片机进行软件设计，搭建了实验样机，并在低压下进行了算法验证调试。关键词：单相逆变器；无静差调节；准比例谐振控制器基于双闭环准比例谐振控制的逆变器研究ResearchoftheDoubleLoopNon-idealProportionalResonantControlInverterAbstractAscorecomponent，invertershavebeenwidelyusedinuninterruptiblepowersupply，photovoltaicpowersystemandSOon．Thei

5、nvertercontrolalgorithmsdeterminetheperformanceoftheentirepowersupplysystem．Currently，thePIDcontrollerisunquestionablythemostcommonwayforinvertercontroltechniques，butitcail’teliminatethesteady—statestaticerrorofthecontroller．Tosolvethisproblem，thispaperpresentsadoubleloopnon—idealprop

6、ortionalresonantcontrolanddesignstheexperimentalprototypebasedondsPICtoprovethecontrolalgorithm．TheexperimentresultsshowthatthecontrolalgorithmCanachievenon-staticerrorcontr01．Themaincontentsareasfollows：Firstly，themathematicalmodelofthesingle—phaseinverterisanalyzedbyusingtheaverages

7、tatemodelofunipolarSPWM．Basedonasimplifiedmodel，thedesignoftheinverterisdividedintothreesections：filter，innercurrentloopcontrollerandoutervoltageloopcontroller．Onthisbasis，thedesignideasandmethodsoftheLCfilterareanalyzed；theperformanceofproportionresonantcontrollerandnon-idealproporti

8、onres