Buck逆變器的二階滑模控制研究.pdf

1、逆變器是通過功率開關(guān)器件有規(guī)律的導(dǎo)通和關(guān)斷，將直流電轉(zhuǎn)化為交流電的裝置。隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，大功率開關(guān)器件和集成控制電路技術(shù)的成熟，逆變器的應(yīng)用非常廣泛。隨著各行各業(yè)的發(fā)展，對(duì)電能質(zhì)量的要求越來越高。在很多場(chǎng)合要求逆變器的輸出電壓波形能夠精確地跟蹤給定參考電壓，且具有快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。為了讓逆變器能夠適應(yīng)更高的應(yīng)用需求，論文研究了Buck逆變器控制系統(tǒng)的二階滑?？刂扑惴?，提高其動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和對(duì)參數(shù)變化及負(fù)載擾動(dòng)的魯棒性。本文研究和

2、設(shè)計(jì)工作如下：
　?、俜治隽薆uck逆變器的工作原理，建立了其數(shù)學(xué)模型，提出了一種基于有限狀態(tài)機(jī)結(jié)構(gòu)的二階滑?？刂扑惴?。通過建立狀態(tài)機(jī)的有效狀態(tài)與逆變器主電路開關(guān)狀態(tài)的映射關(guān)系，根據(jù)不同的外部切換條件，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)輸出控制的切換，實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變器輸出電壓的調(diào)節(jié)。
　?、诜治隽薆uck逆變器輸出電壓與電感電流的相平面軌跡，計(jì)算了功率開關(guān)的最優(yōu)切換點(diǎn)，獲得了系統(tǒng)的最優(yōu)相平面軌跡。建立了系統(tǒng)滑模面，根據(jù)逆變器輸入電壓、參考電壓和滑模量，

3、推導(dǎo)出二階滑?？刂破鞯淖赃m應(yīng)參數(shù)。通過引入磁滯參數(shù)限制逆變器開關(guān)頻率。結(jié)合控制器的自適應(yīng)參數(shù)，分析了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)軌跡和電壓跟蹤性能。通過仿真，驗(yàn)證了該算法的有效性和可靠性。
　?、墼O(shè)計(jì)Buck逆變器控制系統(tǒng)硬件電路，搭建了一臺(tái)功率為720VA的試驗(yàn)樣機(jī)。分別在線性和非線性負(fù)載情況下，對(duì)逆變器控制系統(tǒng)的啟動(dòng)、負(fù)載擾動(dòng)過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，獲得了較好的控制效果。
　　仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，論文提出的二階滑模控制算法實(shí)現(xiàn)了Buck逆變