基于狀態(tài)觀測(cè)器的逆變器數(shù)字雙環(huán)控制研究.pdf

1、隨著重要部門、用電設(shè)備對(duì)高品質(zhì)的電源和電能質(zhì)量的需求日益增多,高性能PWM逆變器的研究受到越來(lái)越多的關(guān)注,數(shù)字控制以其諸多的優(yōu)點(diǎn)正逐步取代模擬控制。PWM逆變電源的數(shù)字控制可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、智能的數(shù)字算法來(lái)提高逆變器的性能,然而傳統(tǒng)控制方案在數(shù)字控制中性能卻不如模擬控制,限制了數(shù)字控制逆變電源性能的進(jìn)一步提高,這是由于數(shù)字控制有其固有的缺點(diǎn),如:采樣、計(jì)算延時(shí)造成最大占空比受限。解決最大占空比受限的問(wèn)題,可以采用滯后一拍控制,但是滯后一拍控

2、制帶來(lái)控制的延時(shí)問(wèn)題,不利于閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定,限制控制參數(shù)允許變化的范圍,從而限制閉環(huán)控制系統(tǒng)的性能。故本文提出基于狀態(tài)觀測(cè)器的數(shù)字雙環(huán)控制,希望能發(fā)揮數(shù)字控制的優(yōu)點(diǎn),提高逆變器性能。
　　本文采用帶負(fù)載電流前饋補(bǔ)償?shù)碾姼须娏鲀?nèi)環(huán)電壓外環(huán)的雙環(huán)控制,基于極點(diǎn)配置方法,完成雙環(huán)控制器參數(shù)的設(shè)計(jì)。大量的仿真表明電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)PID/P數(shù)字控制具有良好的穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)響應(yīng),以及非線性負(fù)載情況下輸出電壓的總諧波畸變率(THD)低。

3、>　　在數(shù)字控制中,為了克服數(shù)字處理器采樣、計(jì)算延時(shí)造成的最大占空比受限問(wèn)題,引入了狀態(tài)觀測(cè)器和擾動(dòng)觀測(cè)器。狀態(tài)觀測(cè)器的輸出受多種因素的影響,重點(diǎn)分析了觀測(cè)器的輸入電壓誤差和截?cái)嗾`差的影響。為減小觀測(cè)器的輸入電壓誤差的影響,加入了重復(fù)補(bǔ)償。仿真分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均證明帶重復(fù)補(bǔ)償?shù)臓顟B(tài)觀測(cè)器能提高觀測(cè)精度。
　　最后,基于理論分析和計(jì)算,在一臺(tái)樣機(jī)上進(jìn)行帶觀測(cè)器的逆變器數(shù)字雙環(huán)控制實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該控制系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)態(tài)性能、較快的動(dòng)