基于反向递推法的单相全桥逆变器的控制.pdf

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1、第46卷第9期电力电子技术Vo1．46，No．92012年9月PowerElectronicsSeptember2012基于反向递推法的单相全桥逆变器的控制董锋斌(陕西理工学院，陕西汉中723003)摘要：针对单相全桥逆变器这个时变、多模态的非线性系统，应用开关函数建立了系统数学模型，引入开关周期平均算子将离散系统变换为连续系统，得到具有参数严格反馈形式的二阶非线性系统数学模型。对此模型应用反向递推法。通过逐步选择虚拟控制量和构造李亚普诺夫函数，使每个状态分量具有适当的渐进特性。代入单相全桥电压型逆变器系统参数后得到其反馈控制规律。最

2、后通过实验验证了该方法有效性和正确性。关键词：逆变器；反向递推法；单相；全桥中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)09—0067—02ControlofSingle·phaseFun·bridgeInvertersbyBack-steppingDesignApproachDONGFeng．bin(ShaaiUnwe~ityofTechnology，Hanzhong723003，China)Abstract：Forsingle—phasefull-bridgeinverteroftime-varyi

3、ng，multi—modalnonlinearsystems，themathematicalmodelisestablishedwithswitchingfunction．Thediscretesystemistransformedintothecontinuoussystemwiththeaverageswitchperiodoperator．Thesecondordernon1inearsystemmodelwiththep~ametemofstrictfeedbackisobtained．Byusingback-stepping

4、designapproach，thevirtualcontrolvariableandLyapunovfunctionareselectedstepbystep，SOthateachstatevariablehastheappropriateasymptoticcomponentfeatures．n1efeedbackcontrollawofthesingle。phasefull—bridgevoltagesourceinvertersystemisobtainedbyputtingparametersintoit．Finaly，th

5、eefectivenessandcorrectnessofthecontrolmethodareverifiedbyexperiments．Keywords：inverter；back·steppingdesignapproach；single—phase；full-bridgeFoundationProject：SupportedbyScientificResearchPro~amFundedbyShaanxiProvincialEducationDepartment(No．09JK374)1引言2单相全桥逆变器的建模反向递推法【】

6、是将整个控制器的设计分解成单相全桥逆变器的拓扑结构如图1所示。若干步来完成，在每一步设计中选择一个虚拟控制量，使之达到一定的设计目标．从而逐步修正控制算法。引入虚拟控制的实质是静态补偿。前面子系统必须通过后面子系统的虚拟控制才能达到系统调节或跟踪控制。它不但适用于线性系统，而且图1单相全桥逆变器电路拓扑适用于具有严格参数反馈的非线性系统．因此被Fig．1Circuittopologyofsingle-phasefull-bridgeinverter广泛应用于非线性系统控制fVS(．j}=1，2，3，4)为可控开关；JL，C为滤波电这里

7、将反向递推法应用于单相全桥逆变器系感和电容；。为负载。各变量参考方向如图所示。统。首先建立系统数学模型。对建立的非线性系统假设开关为理想开关，忽略开关死区时间，以及滤模型，采用反向法设计全局渐进稳定的控制器。使波电感、电容的电阻。由基尔霍夫定律可得：电感电流和电容电压具有适当的渐进特性。从而L~ti／dt=一u。+12，C~tuddt=i-o／R。(1)实现整个系统在大扰动下的全局稳定性。最后通式中：12：1一“2。过实验验证了所采用的控制方案的合理性。由单相逆变器工作原理可知，当VS。和VS导通时，：：，当VS和VS，导通时，z=一

8、。基金项目：陕西省教育厅科学研究计划项目(09JK374)定稿日期：2012—05—08VS。(vs)和vs(vs)导通为互补方式。现定义一个作者简介：董锋斌(1973一)，男，陕西周至人，副教授，研究开关函数S，当S=