電壓型逆變器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可視算法研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展和各行各業(yè)對(duì)電氣設(shè)備控制性能要求的提高，逆變技術(shù)越來(lái)越重要，對(duì)電源質(zhì)量的要求也在不斷提高。在逆變電源中控制是其核心，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)逆變電源輸出電壓質(zhì)量有著重要的作用。
　　本課題研究的是電壓型逆變器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可視算法，利用數(shù)據(jù)可視化算法整定PI電壓調(diào)節(jié)器參數(shù)，分析了兩種控制策略，一種是輸出濾波器里的電感(和逆變橋相連的電感)瞬時(shí)電流為內(nèi)環(huán)，輸出負(fù)載電壓為外環(huán)的雙環(huán)控制，另一種是在此雙環(huán)控制基礎(chǔ)引入輸

2、出濾波器中的電容電壓，輸出負(fù)載電流正反饋的控制方法，推導(dǎo)出系統(tǒng)具體的傳遞函數(shù)，在負(fù)載為無(wú)窮大時(shí)利用數(shù)據(jù)可視化算法對(duì)外環(huán)PI電壓調(diào)節(jié)器參數(shù)整定，在滿足頻域性能和時(shí)域性能性能指標(biāo)中選取較優(yōu)的參數(shù)，兩種控制效果互相滲透，得到的輸出波形質(zhì)量都較高。
　　首先研究了PI控制器參數(shù)整定的數(shù)據(jù)可視化算法，由于PI控制器優(yōu)化參數(shù)的結(jié)果形式往往不是有限個(gè)解析解而是某些范疇的無(wú)數(shù)個(gè)數(shù)值解，而在設(shè)計(jì)PI控制器時(shí)采用數(shù)據(jù)場(chǎng)可視化的方法可以清楚地在全局范圍

3、內(nèi)展現(xiàn)諸設(shè)計(jì)參數(shù)與設(shè)計(jì)效果的因果關(guān)系。通過(guò)取不同數(shù)據(jù)場(chǎng)交集，可將彼此矛盾且又互相制約的問(wèn)題可視化，最終得出比較好的控制效果參數(shù)。
　　再分析了單相SPWM逆變電源的工作原理，在單相逆變電源中應(yīng)用這種數(shù)據(jù)可視化算法，對(duì)加入控制策略的逆變器系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)構(gòu)建，得出相應(yīng)的傳遞函數(shù)，把非線性方程都轉(zhuǎn)化為關(guān)于受控對(duì)象頻率響應(yīng)的信息來(lái)繪制圖形，得到滿足頻域性能的最佳控制參數(shù)域，再在此基礎(chǔ)上利用時(shí)域性能指標(biāo)尋優(yōu)，從而比較容易選取既滿足頻域性能指標(biāo)

4、要求又滿足時(shí)域性指標(biāo)能要求的控制參數(shù)。
　　最后根據(jù)單相SPWM逆變電源抽象出的數(shù)學(xué)模型，建立完整的單相SPWM逆變電源仿真模型，對(duì)圖形整定的外環(huán)電壓PI參數(shù)進(jìn)行分析，得出了數(shù)據(jù)可視化整定的控制系統(tǒng)參數(shù)，有著較強(qiáng)的魯棒性和較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的特點(diǎn)，而且當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，其穩(wěn)態(tài)輸出特性也較好；從諸仿真結(jié)果中可以看出，在這種數(shù)據(jù)可視算法整定的PI控制器參數(shù)作用下，輸出電壓波形均具有較低的THD值，同時(shí)還獲得了良好的穩(wěn)態(tài)和