单相全桥电压源型逆变器重复控制方法研究

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1、密级：非密硕士学位论文中图分类号：TM464单相全桥电压源型逆变器重复控制方法研究学位类型：专业学位学科（专业学位类别）：控制工程领域工程硕士作者姓名：陈奇伟导师姓名及职称：周兰副教授实践导师姓名及职称：张杰研究员学院名称：信息与电气工程学院论文提交日期：2015年6月1日单相全桥电压源型逆变器重复控制方法研究学位类型：专业学位学科（专业学位类别）：控制工程领域工程硕士作者姓名：陈奇伟作者学号：13020401006导师姓名及职称：周兰副教授实践导师姓名及职称：张杰研究员学院名称：信息与电气工程学院论文提交日期：2015年6月1日学位授予单位：湖南科技大学TheResea

2、rchofRepetitive-ControlaboutSingle-phaseBridgeVoltageinverterTypeofDegreeMasterofDegreesDiscipline(TypeofProfessionalDegree)ControlEngineeringCandidateChenQiWeiStudentNumber13020401006SupervisorandProfessionalTitleZhouLanAssociateProfessorPracticeMentorandProfessionalTitleZhangJieSeniorSc

3、ientistSchoolSchoolofInformationandElectricalEngineeringDate2015.06.01UniversityHunanUniversityofScienceandTechnology学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文

4、作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要逆变器是离网发电系统中不可或缺的一个部分，负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。因此逆变器的性能非常重要，其输出波形主要的性能指标包括快速的动态响应和较低的总谐波失真度。然而死区的存在以及负载类型多样化使得逆变器的输出电压含有大量谐波。针对这

5、一情况，本文以单相全桥电压型逆变器为控制对象，提出了两种基于重复控制补偿的逆变系统控制方案。采用模拟化方法，将以连续系统模型为对象设计的模拟控制器离散化得到数字控制器，实现逆变系统的数字化控制。论文的主要研究成果和创新点如下：（1）建立了基于重复控制补偿的逆变控制系统模型。通过对单相全桥逆变电路拓扑结构和SPWM过程的分析，建立了单相逆变器的数学模型。针对逆变器输出波形含有大量周期性谐波的特征，引入重复控制器消除谐波。（2）提出了逆变系统H鲁棒重复控制设计方法。通过结合状态反馈控制，H控制以及重复控制，在状态反馈控制增加系统阻尼比，提高动态性能的基础上，嵌入改进型重复

6、控制器以改善稳态性能。该方法先是基于实际输出滤波器中阻尼电阻的概念，利用虚拟电阻值来确定状态反馈控制增益。然后利用改进型重复控制器的输出特性，将稳定化补偿器的设计问题转化为一个H输出反馈问题。避免了传统逆变系统重复控制设计过程中，多个控制参数需反复调节的问题。（3）提出了基于连续-离散二维模型的逆变系统重复控制设计方法，并获得二维反馈控制律。首先针对逆变系统数学模型，利用重复控制过程中的二维特性，通过运用连续提升方法，建立对应的二维模型，然后利用选取的李雅普诺夫泛函，推导出线性矩阵不等式形式的稳定性条件，最后由LMI得到控制器参数。克服了传统线性反馈控制律不能独立调节连

7、续控制行为和离散学习行为的缺陷。仿真结果表明，这两种控制策略可以保证逆变系统拥有良好的稳态性能和动态特性。在突加负载或者带整流型负载的情况下，系统依旧能够保证高质量的输出电压波形。关键词：逆变器；重复控制；状态反馈控制；H控制；连续-离散二维模型；线性矩阵不等式；iABSTRACTInverterisanindispensablepartinoff-gridpowergenerationsystem.Itisresponsibleforconvertingdirectcurrent(DC)toalternatingcurre