spwm逆变器复合控制策略研究

《spwm逆变器复合控制策略研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第34卷第6期太原科技大学学报Vo1．34No．62013年12月JOURNALOFTAIYUANUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYDec．2013文章编号：1673—2057(2013)06—0410—05SPWM逆变器复合控制策略研究兖文宇，于少娟，郭志坚(太原科技大学电子信息工程学院，太原030024)摘要：为了解决由于直流输入电压波动，带非线性负栽和死区效应引起的单相逆变电源输出电压波形畸变率大，品质下降的问题。将迭代学习控制应用到逆变器波形控制中，提出了一种基于迭代学习控制和双闭环

2、PI控制相结合的逆变器新型复合控制策略。运用极点配置对PI控制器参数进行设计。采用双闭环PI控制提高逆变器的动态特性，利用迭代学习控制改善逆变器的稳态精度。最后借助Mat-lab仿真软件进行仿真验证，仿真结果表明，该策略能获得具有良好的动态和稳态特性的波形。关键词：迭代学习控制；双闭环PI控制；极点配置；Matlab中图分类号：TM464文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1673-2057．2013．06．003随着科学技术的迅猛发展，逆变器也得到越来各自存在的不足，依据文献[6]所提出的复合控制越广泛

3、的应用，人们对逆变器性能的要求也越来越这一思想，提出了基于迭代学习控制和双闭环PI控高。衡量逆变器输出电压波形质量的指标主要包制相结合的新型控制策略。利用迭代学习控制消括稳态精度高、动态响应快，以及总谐波畸变率除逆变器周期性干扰，使其稳态精度高，利用双闭(THD)小。为了改善逆变电源输出波形的质量，近环PI控制改善逆变器对非周期扰动的瞬态响应速年来，中外学者发展出了多种逆变电源波形控制技度。仿真结果表明，基于该控制器控制的逆变器输术：PID控制，滑模变结构控制，无差拍控制，基于内出波形质量好，稳态精度高，动态响应快，总谐

4、波畸模控制的重复控制，模糊控制等J。变率小。文献[2]将迭代学习控制应用于逆变器波形控1单相全桥PWM逆变器的结构制当中，有效的提高了稳态精度，然而由于迭代学习控制是基于前次的控制信息，本质上属于前馈控制结构，因此收敛速度往往却不能满足动态性能l2]。而且迭代学习控制算法对不可重复干扰并不具有鲁棒性。文献[4]采用双闭环数字PI控制，传统的PID调节器是基于瞬时值的控制，因此能提高输出波形的动态性能，然而对交流指令的跟踪调节无法达到无差调节，因此非线性负载时总谐波畸变率并不理想。文献[6]将重复控制和双闭环PI图1单相全

5、桥逆变器主电路拓扑结构图控制结合组成复合控制策略，使得输出波形兼具良Fig．1Maincircuittopologystructureofsingle-phaseinverter好的稳态精度和动态性能。针对文献[2]与文献[4]单相全桥逆变器主电路拓扑结构如图(1)所收稿日期：2013-06-26基金项目：山西省高校科技研究开发项目(20081063)；太原科技大学博士科技研究启动基金(20122033)作者简介：兖文宇(1987一)，男，硕士研究生，研究方向为现代控制理论在电气传动中的应用；通讯作者：于少娟，教授，E—

6、mail：yushao71@yeah．net第34卷第6期兖文宇，等：SPWM逆变器复合控制策略研究411示。图中，一为IGBT开关管器件，为直流输数整定方法将参数计算与闭环控制系统性能指标人电压，为滤波电感，C为滤波电容，和C构成建立了量化关系，参数计算比较准确引。低通滤波器，r为综合串联电阻、开关导通压降、死针对一台单相逆变器进行双闭环控制器设计，区效应等因素的综合等效电阻。逆变器的主要参数如下：额定输出电压Uo=220V；选取电容电压与电感电流作为状态变量，额定频率厂=50Hz；额定输出功率P。=11kVA；滤根据

7、下列公式：波电感L=0．43mH；滤波电容C=140IxF；综合等dv。1效电阻r=0．1n；开关频率=10kVA．选取期望J，．1．(1)阻尼比=0．8，期望自然震荡频率=3500rad／s．C＼，l【di111r．电压和电流的调节器分别为：i—e一kG=kp+，Gi=kip可以得出单相逆变器的连续时间状态方程：式中，k为电压环比例增益；i为电压环积分增益；ki。为电流环比例增益。[≥]=[一_}]【】+[l_一][】(2)逆变器闭环系统特征方程：D(s)=LCs+(rC+kip)Cs+(kp+kip)s+kvikip

8、10](5)对于二阶控制系统：即』Ax+Bu(3)ty=CxP(s)=丁(6)十Sn十“由式(3)推出空载时输出电压"13和输入之间根据以上参数可得到二阶系统的极点为：的传递函数为：1=一2800+2100i；2=一2800—2100i1G(s)(4)电流内环为比例调节，电压外环为比例积分调节时，系统为三阶系统，在系