单相UPS逆变器复合控制策略研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要恒压恒频(CVCF)SPWM逆变器是整个UPS电源的核心部件，随着信息技术的快速发展，对逆变器输出性能的可靠性提出了更高要求。为了使逆变电源在各种负载情况下均能输出谐波含量低、稳态精度高、动态性能好的电压波形，发展出了多种波形控制技术。假设负载为阻性或者把扰动看作输入，分别建立了逆变器的连续状态空间模型和离散状态空间模型，并分析了造成逆变器输出波形畸变的原因，包括死区效应和负载扰动，指出波形控制的必要性。并在MATLAB/Simulink和Saber环境下建立了协同仿真平台，为以后的分析

2、设计打下基础。重复控制源于控制理论中的内模原理，是一种基于周期的补偿控制，能够完全消除周期扰动造成的波形畸变，得到高精度的稳态输出波形。但是由于其自身局限性，系统动态性能难以有更大提高。本论文对重复控制器进行了理论的分析和系统的研究，同时也介绍了重复控制器的参数设计一般方法。并着重讨论了重复控制器系统的稳定性、稳态误差以及误差收敛速度，而且给出了系统稳定的一个充分条件。提出了一种将模糊控制和重复控制相结合的新型复合控制技术。其中模糊控制器用于改善整个系统的动态特性，重复控制器用于改善系统的稳态特性。这两种控制器互为

3、补充、相辅相成，可以使逆变电源系统既能输出高质量的稳态电压波形，同时也具有快速的动态响应。仿真结果论证了本文所提出的复合控制策略的可行性和有效性。关键词：不间断电源逆变器重复控制模糊控制复合控制I华中科技大学硕士学位论文AbstractConstantVoltageConstantFrequency(CVCF)SPWMInverteristhecoreofthewholeUninterruptiblePowerSystem(UPS).Withtherapiddevelopmentofinformationtechn

4、ology,theoutputperformancesandreliabilityofinvertersarebecomingmoreandmoreimportant.ToachieveanoutputvoltagewithlowTotalHarmonicDistortion(THD),highstabilityandfasttransientresponseinvariousloadcondition,manywaveformcorrectiontechnologieshavebeenproposed.Assum

5、ingtheloadisresistiveortakingthecurrentofloadasadisturbanceinput,continuousstate-spacemodelanddiscretestate-spacemodelofinverterareestablished.Itisanalyzedthatcausingthewaveformdistortionincludingdead-timeeffectandloaddisturbing.Essentialityofthewaveformcorrec

6、tiontechnologyispointedout.Aco-simulationplatformisbuiltwiththehelpofMATLAB/SimulinkandSabersoftware,andtheplatformisthebaseoffartheranalysisandsimulation.Repetitivecontroltechnologyisarisingfromtheinternalmodelprinciple.It’sacompensatecontroltechnologybasedon

7、periodtime.Itcanentiretyeliminatethedistortionofwaveform.Forthelimitationofitself,repetitivecontrolcannotgetwelltransientresponse.Thisthesispresentsatheoreticalanalysisandasystematicresearchontherepetitivecontrolscheme.Theparameterdesignmethodoftherepetitiveco

8、ntrollerisintroduced.Systemstability,steady-stateerroranderrorconvergenceoftherepetitivecontrollersystemarespeciallydisused,andasufficientconditionforstabilityispresented.Anovelhyb