并网逆变器积分控制加状态反馈数字控制研究.pdf

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1、第47卷第6期电力电子技术Vo1．47，No．62013年6月PowerElectronicsJune2013并网逆变器积分控制加状态反馈数字控制研究王恒利，付立军，揭贵生，肖飞(海军工程大学，舰船综合电力技术国防科技重点实验室，湖北武汉430033)摘要：针对传统状态反馈控制无法消除并网交流电流稳态误差的缺点，提出一种带积分控制的三相并网逆变器状态反馈技术，给出了控制器参数整定方法，并采用TMS320F2812型DSP实现系统的数字化控制。仿真和实验验证了大功率三相并网逆变器采用该方案既消除了稳态误差，又具有良好的稳、动态性能。关键词：并网逆变器；积分控制

2、；极点配置；状态反馈中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)06—0007—03DesignofStateFeedbackWithIntegralControltoGrid-connectedInverterWANGHeng—li，FULi-jun，JIEGui—sheng，XIAOFei(NationalKeyLaboratoryforVesselIntegratedPowerSystemTechnology，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：

3、StatefeedbackmethodisconventionallyregardedasanunsatisfactorysolutionforACd．connectedinvert．ersystemsbecauseiteannoteliminatesteady—stateamplitudeandphaseenDrs．Thispaperproposesanovelinvertercontrolsystembasedonstatefeedbackwithintegralcontrol，andastepbystepparametersdesignprocedur

4、eisgivenalso．ThecontrolsystemisdigitallyimplementedwithTMS320F2812DSP．Simulationandexperimentalresultsverifythattheschemeeliminatessteady-stateamplitudeandphasee~orsandprovidesnicedynamicandstaticcharacteristics．Keywords：grid-connectedinverter；integralcontrol；poleassignment；statefe

5、edbackFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51147009，51177170)1引言考虑滤波电感Lm,L的等效串联电阻、死区效应、开关管导通压降、线路电阻等逆变器中各种阻尼因为状态反馈控制可任意配置闭环系统的极因素的综合等效电阻，r为电容电压，i为逆变器点，故其最大优点是可大大改善系统的动态性能，输出电流，在此将其视为一个外部扰动输入量。但由于其控制量输出有一个周期的滞后，动态调节能力不足，具有很大的稳态误差。当逆变电源采vu——‘R=—nnLs

6、、——f■g一g用数字化控制时，时间延迟等因素会使系统稳定⋯⋯一=“f“g《度降低的不利影响更加明显[1-4】。Vl一‘在此采用一种积分控制加状态反馈的控制方法。通过增加误差的积分环节来消除稳态误差，提图1全桥逆变器主电路Fig．1Maincircuitoffull-bridgeinve~er高系统的稳态性能．同时状态反馈技术可任意配置闭环系统的极点，大大改善系统的动态品质。具选择、电感电流i和i作为状态变量，则单有良好的稳态特性。相逆变器连续域下的状态方程可表示为：2逆变器积分控制加状态反馈技术研究x=Ax+Bu+Wu，y=Cx(1)2．1单相逆变器数字控

7、制器设计热谢[i,][-R]L,1／L,0图1示出一个带LCL滤波器的单相全桥逆WL_JL0-1／L—l，JLllLIL0J变电路，假设开关管是理想器件，其中，尺，为定义偏差e()=()一i(t)，引入偏差量积分：基金项目：国家自然科学基金(51147009，51177170)定稿日期：2012—12—28e()J。e(丁)dJ。[g．()一is()】d丁(2)作者简介：王恒利(1984一)，男，甘肃静宁人，博士研究生，将ei(t)作为附加状态变量，与原来的逆变器研究方向为电力电子与电力传动。受控系统可构成受控系统的增广状态方程：第47卷第6期电力电子技术V

8、o1．47．No．62013年6月PowerElec