基于平衡点的逆变控制及电感电流低维估计.pdf

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1、第45卷第5期电力电子技术Vo1．45．No．52011年5月PowerElectronicsMav2011基于平衡点的逆变控制及电感电流低维估计刘斌，伍家驹，孙宏宇(1．南昌航空大学，信息工程学院，江西南昌330063；2．上海交通大学，自动化系，上海200240；3．石家庄通合电子有限公司，河北石家庄050035)摘要：基于平衡点的概念，将逆变控制中的跟踪正弦给定转化为如何使系统状态与平衡点之差趋于零．由此提出一种新颖的控制器，对其系统稳定性进行了详细分析。由于测量电容电流需要高精度的电流传感器，为进一步降低系统成本，可进行电感电流估计，为

2、避免估计方法中的耦合以及由此带来的过大计算量．提出了一种新颖的电感电流低维状态估计，与传统方法不同，该估计式主要为一个一维方程，原理清晰且计算量小．有利于控制器的数字实现。最后通过仿真及实验验证了所得结论的正确性。关键词：逆变器：平衡点：低维观测器中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2011)05—0022—03AnInverterControllerBasedonEquilibriumPointandItsLow．dimensionalInductorCurrentEstimationLIUBin一，WUJia-

3、ju，SUNHong—yu(1．NanchangHangkongUniversity，Nanchang330063，China；2．ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China；3．ShijiazhuangTongheElectronicsCo．，Ltd．，Shijiazhuang050035，China)Abstract：Basedontheconceptofequilibriumpoint，thetrackingproblemistransformedintotheonethatdrives

4、theerrorbetweensystemstateandtheequilibriumpointstowardszero．Anovelinvertercontrollerisproposed．Thenthesystem’Sstabilityisdiscussed．However，highprecisioncurrentsensorsshouldbeusedinordertogetcapacitorcur—rent．Forreducingthecostfurther，inductorcurrentshouldbeobtainedanditcanb

5、eestimated．Toavoidcross-couplingandresultedhugecomputationburden，anovelinductorcurrentpartialestimatorisgiven．Theprincipleissimpleandthecalculationissmal1．Conclusionsareallverifiedthroughsimulationandexperiment．Keywords：inverter；equilibriumpoint；low—dimensionalstateestimator

6、FoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．50467003)；ScienceandTech—nologyPillarProjectinJiangxiProvince(No．2010BGA01000)；ScienceandTechnologyPlanProjectsofEduca—tionDepartmentofJiangxiProvince(No．GJJl1516)1引言现时计算量较大。这里提出对逆变系统中电感电流进行低维状态估计．给出该观测器

7、的推导过程．逆变器控制系统一直以来都是工程界、学术最后通过仿真和实验验证了结论的正确性。界研究和开发的热点问题，该技术主要有滑模控制⋯、重复控~lJ[21、无差拍控制[1等。在线性系统理2基于平衡点的逆变控制器及其性质论中。其控制目标一般体现为驱动系统状态到原图1为半桥逆变器拓扑。设VS，占空比为d，点『41。在此从逆变电压．电容电流模型出发，提出一Vs占空比为1一d，则逆变控制量=(2d一1)／2。种基于平衡点的逆变控制技术，将跟踪正弦给定取．)，=[“。id，则容易得如下状态方程：问题简化为原点调节问题，并对系统进行了分析。y=A。y+Bo

8、u(1)考虑到实现控制系统的成本压力，可利用全维龙贝格观测器对电感电流进行状态估计l5】．但实一c[17=Ljo基金项目：国家自然科学基金(5o467