状态空间设计法的并网逆变器的控制策略.pdf

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1、2013年第1期工业仪表与自动化装置·31·状态空间设计法的并网逆变器的控制策略李娜，王娟，宋婀娜，穆秀春，郭静华(黑龙江科技学院电气与信息工程学院，哈尔滨150027)摘要：在分析并网逆变器闭环控制系统的控制目标和性能要求的基础上，提出了PI控制和鲁棒控制策略，并对两种控制策略进行分析，推导了两种策略下的闭环传递函数，得出PI控制无法零稳态跟踪正弦参考信号，输出功率因数不能达到1，且不能按要求输出指定电流。而基于状态空间设计法的鲁棒控制策略则能零稳态误差跟踪非衰减输入，并能抑制非衰减扰动。搭建了单相并网逆变器的模型并进

2、行仿真，仿真结果验证了该控制策略的可行性。关键词：状态空间设计法；并网逆变器；控制策略中图分类号：TM46文献标志码：A文章编号：1000—0682(2013)01—0031—05Controlstrategyofgrid——connectedconverterofstate--spacedesignmethodLINa，WANGJuan，SONGEnuo，MUXiuchun，GUOJinghua(CollegeofElectric&InformationEngineering，HeilongfiangInstitute

3、ofScience＆Technology，Harbin150027，China)Abstract：Basedontheanalysisoftheclosed—loopcontrolofgrid—connectedinvertercontrolob-jectivesandperformancerequirements，PIcontrolandrobustcontrolstrategywasproposed．Andtwocon—trolstrategieswereanalyzed．Theclosedlooptransferf

4、unctionunderthetwostrategieswasderived．ThePIcontrolcannotbezerosteadystatetrackingthesinusoidalreferencesigna1．Theoutputpowerfactorcannotreach1，specifiedoutputcurrentcannotberequired．Howeverrobustcontrolstrategybasedonthestate——spacedesignmethodcanzerosteadystate

5、errortrackingthenon——attenuationinputandcaninhibitthenon—attenuationdisturbance．Asingle—phasegrid—connectedinvertermodelwasbuilttosimulate．Thesimulationresultsdemonstratethefeasibilityofthecontrolstrategy．Keywords：state—spacedesignmethod；grid—connectedinverter；co

6、ntrolstrategies略。通过建立状态空间模型，求解方程组，从而求得0引言需要的控制器。该方法设计的并网逆变器能零稳态目前并网逆变器的控制技术研究林林总总，各误差跟踪非衰减输入(正弦参考信号)，并能抑制非有优缺点。但从控制技术的实现上看，主要分为模衰减扰动，仿真得到了验证。拟实现和数字实现。随着各种高速数字信号处理器1单相并网逆变闭环控制系统的数学模型(DSP)的出现，数字控制技术的优点日益突出，其中最重要的优点就是，能够更加灵活地设计出先进复根据单相并网逆变系统的工作原理，可以建立杂的控制算法，使得控制性能大大

7、提高。各种控制如图1所示的受控对象模型。忽略高频开关动作的策略的数字化、智能化，已经成为当前的发展方向。影响，将PWM逆变单元等效为Kw增益环节。一PI控制器¨是目前各类自动控制系统中最般在单相全桥逆变中，取Kpw=Uric；而在半桥三相常用的一种控制器。但PI控制不能完全稳态地跟逆变中，取Kw=U／2。系统的控制目标是通过施踪正弦给定信号，也不能抑制电网干扰。加参考输人，使得输出电流成正弦，且与电网电该文研究了一种基于状态空间法的鲁棒控制策压同频同相，以达到功率因数为1的目的。模型的状态空间描述为：收稿日期：2012—

8、09—03作者简介：李娜(1980)，女，讲师，硕士，研究方向为电力电子与一一+■u“一g电力传动。·32·工业仪表与自动化装置2013年第1期IL=(1)，KPwM(Kp+K，／s)，一s+R+KPwM(Kp+K／s)Iref(4)s系统特征方程为：R+K广pwMKeKTIKpwM2+图1并网逆变器受控对象模型ss