数字控制PWM逆变器性能分析及改进

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1、第26卷第18期中国电机工程学报Vol.26No.18Sep.20062006年9月ProceedingsoftheCSEE©2006Chin.Soc.forElec.Eng.文章编号0258-8013200618-0065-06中图分类号TM92文献标识码A学科分类号470×40数字控制PWM逆变器性能分析及改进彭力张凯康勇陈坚华中科技大学湖北省武汉市430074PerformanceAnalysisandImprovementofDigitalControlledPWMInverterPENGLi,ZHANGKai,KANGYo

2、ng,CHENJianHuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,HubeiProvince,ChinaABSTRACT:Inverterresponseperformancecontrolledby电子技术突飞猛进的发展数字控制的硬件平台日normaldigitalPI,PD,PIDstrategyisanalyzed.Itisindicated益更新更加快数字控制的推广应用PWM逆变whynormaldigitalcontrollerperformanceisnotb

3、etterthan器的数字控制器采用常规控制策略时响应特性不analogcontroller.Oneisthatdispersingreducessystem好与常规模拟控制器相比性能明显下降[1-7]重复stabilityandcontrollerparametersarelimited,theotheristhat控制能够很好地抑制周期性扰动改善系统的稳态dispersingincreasessystemorder,controllercontrollable-响应但动态响应不快至少在一个基波周期以上free-degreesar

4、enotequaltosystemcontrolled-free-degrees,[8-12]无差拍控制具有最快的动态响应速度但是thenclosed-looppolescan’tbeassignedarbitrarily.Adigital控制性能对系统参数依赖性强对参数变化敏感controlscheme,increasing-statefeedbackdigitalcontrol鲁棒性差有可能降低系统稳定性或甚至不稳定inverter,isproposed.Simulationandexperimentalresultsverif

5、y[13-15]逆变器的模糊控制神经网络控制等智能控thattheschemeprovidesnicedynamicandstatic制尚在发展阶段还未形成使逆变器具有良好动characteristics.静态特性的成熟技术可见虽然更能发挥数字控制KEYWORDS:powerelectronics;inverter;outputvoltage优点的几种专用数字控制策略被提出但存在不足waveform;digitalcontrol;pole-placement现阶段仍需要常规控制策略应用于离散的逆变器控摘要该文分析了常规PIPDPID

6、等控制策略数字方式制系统针对常规控制策略离散实现不如连续实现实现的逆变器系统响应特性指出常规数字控制器与模拟控的问题本文分析其原因由此提出逆变器的状态制器相比性能下降的原因一是离散化使系统稳定性下降增广系统数字控制策略给出分析及仿真实验验证控制参数受限制二是离散化后系统阶数变高控制器可控1逆变器的常规数字控制自由度与控制系统被控自由度不相符不能任意配置控制系统的闭环极点为此提出了逆变器状态增广系统数字控制方1.1数字PI控制逆变器分析案仿真和实验结果均验证了此方案具有优良的动静态响PI控制器Z域传函Gzkkzz()=+/()-1假c

7、pi应特性定状态变量为输出电压u0滤波器电感电流i1和积关键词电力电子逆变器输出电压波形数字控制极分器输出ei闭环系统状态空间模型为点配置éùuk(1+)éuk()ù00êúêúéùukr()0引言ik(1+=)Fik()+HHêú+ik()(1)êú11ccêú12uk(1+)c0ëûrêúëûekii(1+)êëek()úû数字控制相对于模拟控制有许多优越之处使之受到广泛关注特别是近几年随着微处理器等微éff-gkgù1111p1211êú基金项目国家自然科学基金重点项目50237020式中F=-ffgkg;cpê2121222

8、1úProjectSupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChinaê----ú50237020.ëkgip()1ff1111kkki12ig11û万方数据66中国电机工程学报第26卷