数字控制论文

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1、三相三电平逆变器的数字控制设计姓名(华中科技大学电气与电子工程学院，湖北省武汉市430074)Thedigitalcontroldesignofthree-phasethree-levelinverterXXX(CollegeofElectricalandElectronicEngineering,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,HubeiProvince,China)ABSTACT:Basedonthewidelyuseofthree-phasethree-lev

2、elinverterinmedium-highvoltageacdrivesystemsandFACTSequipmentsinrecentyears,inthispaperwcwilldoadigitalcontrolofDiodc-clampcd-topologicaltypethreephasethree-levelinverter・Firstly»wowillbuildamathematicalmodelingofthethree-phasethree-levelinverter,andthendiscussthecuiTent

3、controllerdesign・InthispaperwewilladoptcontinuousdiscretizationdesignandZplanerootlocusdesigntocompleteasimpledigitalcontrollerdesignofthesystem,andcomparetheeffectofdigitalcontrollerintwodesignmethods.Finally,wegivetheactualcircuitsimulationresultsofdifferentcontrollersi

4、nthethree-phasethrcc-lcvclinverter,andmakeafurtherevaluationforthecontrollers・KEYWORDS:three-levelinverter;currentcontrol;designofdigitalcontroller摘要：基于近年来三相三电平逆变器在中薛压调速领域、交流柔性供电系统的无功补偿屮的广泛的应用，木文将针对二极管箝位拓扑型三相三电平逆变器进行数字控制的研究。我们首先将对三和三电平逆变器进行数学分析和建模，然后讨论了电流控制器的设汁，分别采用连续域-离散

5、化设计法和Z平面根轨迹设计方法对系统进行了简单的数字控制器设计，并对两种设计方法的效果进行了对比。最后，给出了不同控制器在三相三电平逆变器实际电路中的仿真结果，并对控制器的性能做进一步的评价。关键词：三相逆变器电流控制数字控制器设计0引言近年来，随着逆变器在工业领域屮的广泛应用，其控制策略己成为了研究的焦点z—,目前应用较多的有单闭环PI(PID)控制、双闭环控制、亜复控制、滞环控制、PR控制、智能控制⑴等等，而这些控制方法人多为模拟控制方法。然而随着计算机控制的发展，数字控制技术、数字控制器的设计得到了许多的研究，数字化控制具有能实现复

6、杂的控制规律，适应性强，灵活性高，便于集中监控，形小体轻，性能价格比髙等诸多优点，越来越多的逆变器开始采用数字化的PWM控制。数字控制器设计的方法有许多，通常分为连续域-离散化设计方法、数字P1D设计法、Z平面根轨迹法、w变换及频率域设计法、状态空间设计法等。根据系统的不同、采样频率的不同，各种设计方法、性能与实现程度各有优劣⑵。木文对三相三电平逆变电路的电压电流双环控制中的电流环控制器进行了设计，采用连续域-离散化设计方法和Z平血根轨迹法分别对系统迹行了数字控制器的设计，比较分析了两种方法的性能，最后给出了系统在不同控制器下的仿真分析。

7、1三相三电平逆变器工作原理简介三相三电平逆变器町以使用低压器件实现高电压等级输出，H不需要开关器件的直接串联，同时山于输出电压中含有多个点平，这使输出电压的dv/dt大为减小，开关频率低，开关损耗小。其基木原理是将多个电平合成阶梯波以逼近正弦输出电压，一-般来说，电平数越多，输出电压波形越逼近正弦波役P图1三相并网型逆变器主电路二极管箝位型三相三电平逆变器的主电路如图1所示。图1所示主电路每一相桥臂有四个开关管，控制不同开关管开通和关断，可输出高中低三个电平（对A相而言，SAKSA2开通，SA3、SA4关断输出高电平；SA2、SA3导通，

8、SA1>SA4关断输出中电平；SA3、SA4导通,SAI、SA2关断输出低电平）。利U任意开关周期内三电平逆变器的三相输出电压矢暈和作丿IJ时间的有限组合，去合成等效的旋转参考电压矢量，从而确