UPS电源逆变控制技术的研究.pdf

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1、经验交流自动化技术与应用》2010年第29卷第3期TechnicalCommunicationsUPS电源逆变控制技术的研究廉柯，申群太，朱忠广(中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙410083)摘要：针对当前存在的众多逆变波形控制策略，将重复控制与传统PI控制结合起来应用于UPS逆变电源，重点分析了重复控制的原理以及参数的选择，利用MATLAB软件进行仿真研究，建立了系统的仿真模型，对比研究复合控制和PI控制，通过仿真结果证’实了该复合控制具有优良的性能。关键词：逆变电源，重复控制，仿真中图分类号：TM464文献标识码：B文章编号：1003—72

2、41(2010)030109—03AnalysisoftheControlTechniquesinUPSInverterLIANKe，SHENQun-tai，ZHUZhong-guang(InformationScienceandEngineeringCollege，CentrlalSouthUniversity，Changsha410083China)Abstract：Accordingtothecurrentexistenceofanumberofinverterwaveformcontrolstrategies，thispapercombin

3、edrepetitivecontrolandthetraditionalPIcontroltechnique，whichisappliedtoUPSinverter．Itanalysestheprincipleofrepetitivecontrolandparameterselection．IthasstudiedbysimulationusedMATLABsoftware，andcomparedmultiplecontrolwithPIcontro1．Thesimulationresultsconfirmtheexcellentperforman

4、ceofthemultiplecontro1．Keywords：inverter；repetitivecontrol；simulation／／1引言信号的特点和内部模型控制原理，将周期信号发生器植随着不间断电源(UPS)越来越广泛的应用，如何为用入闭环系统之内，以实现对周期参考信号的稳态跟踪[引。户提供高性能的不间断电源成为当今的研究热点。逆变器是UPS的核心它必须具备输出高质量电压波形的能力。逆变波形控制策略是逆变器提高波形质量和带负载能力的重要手段，自上世纪80年代以来，逆变波形图1重复控制系统结构框图控制技术就一直是逆变电源技术领域的研究热点

5、。现在已经产生了基于各种先进控制策略的、种类繁多的重复控制器分为内模和补偿器两部分。控制系统逆变波形控制策略与控制方案【引。本文提出了一种基于的结构框图如图1。重复控制和传统PI控制相结合的复合控制方案。其中r为给定的参考正弦信号，e为误差信号，d为扰动信号，y为逆变器输出电压，Q(z)为滤波器，C(z)为2重复控制重复控制环路的补偿器，P(z)为控制对象。2．1基本原理2．2重复控制器的参数设计Z-N为周期延迟环节；N为每基波周期对输出电压重复控制是20世纪80年代提出的一种控制系统设计理论，其目的是设计一个控制器，使系统在跟踪任意周的采样次数；

6、N=fc／f；f为参考输入基波频率；fc为载波频期性参考信号时的稳态误差为零。它可根据周斯陛参考率，2000／50=40。’Q(z)取经验值0．95，c(z)=K，z(z)，其中为重复控制增益且K，∈(0，1)，用来调节重复控制器输出幅值，收稿日期：2009—10—09《自动化技术与应用》2010年第29卷第3期经验交流1_echnicalCommunications取0．7。Z为趟前环节，用来补偿控制对象本身的相位滞策略建立的仿真模型如图3所示。仿真参数的选择：直后，这里取6[引。S(z)为二阶滤波器，其S域传递函数为：流母线电压400V，载波频

7、率2kHz，滤波电感3．8mH，滤()丽O)c2波电容10gF【3，l01。仿真波形如图4所示，可见该控制方案实现了理想这里取=1．5的输出性能，具有响应速度快，稳态静差小的特点。而=—=—：：：：：：=一=5130只使用PI控制的仿真结果如图5，通过比较，图4的效果,ILC43．8x10-xl0xl0要优于图5。使用powergui进行FFT分析如图6，得到㈤=丽THD=0．99，而不使用重复控制的THD=1．75，可见复合／控制方案也降低了系统的总谐波畸变度。采用双线性变换法：z=l11+．s，其中为采样间／隔，~5xlo。，将上式离散化：)=

8、而丽3复合控制重复控制使逆变电源的输出波形得到改善，提高了系统的静态性能，但其自身原因使系统的动态特性较差，故不能单独使用