基于状态反馈与谐振控制的逆变器控制技术.pdf

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1、第48卷第lO期电力电子技术Vo1．48，No．102014年10月PowerElectronicsOctober2014基于状态反馈与谐振控制的逆变器控制技术施洋洋，张兴，李飞(合肥工业大学，电气工程学院，安徽合肥230009)摘要：传统的电压型无源逆变器常用于不间断电源(UPS)系统等需要高性能输出电压控制的场合。电压型逆变器每相接Lc滤波器输出交流电压，在逆变器中，由于2阶LC滤波器的存在，空载或带有谐波污染的负载对逆变器输出电压特性不利，故此处采用输出电压反馈抑制谐振问题。同时为了提高输出电压的动态性能和精度。电压环采用谐振控制器。实验验证了这种基于状态反馈与谐振控制的方法的有效性。

2、关键词：逆变器：状态反馈：谐振控制中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)10—0029—02State．feedbackPluslsonantControlforInverterControlMethodSHIYang—yang，ZHANGXing，LIFei(HefeiUnwe~ityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Thetraditionaltypeofvoltagenon-sourceinverteriscommonlyusedinuninterruptedpowersupply(UPS)ap—pli

3、cationswherehigh-performanceoutputvoltageisneeded．EachphaseofthevoltagesourceinverterisconnectedwiththeLCfilter．DuetotheexistenceofsecondorderLCfilterintheinverter，whentheno-loadandloadscanpro-duceharmonicinterference，theinverteroutputvoltagecharacteristicsbecomepoor．Outputvoltagefeedbackisusedtosu

4、ppressresonanceproblems．Meanwhile，theresonantcontrollerisusedinvoltageloopforbetterdynamicperformanceandaccuracy．Experimentsshowthatthemethodofstate—feedbackplusresonantcontroliseffective．Keywords：inverter；state—feedback；resonantcontrolFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationof

5、China(No．51277051)1引言2逆变器数学模型电压型无源逆变器【t1常用于UPS等需要提供三相逆变器可通过静止坐标变换转化为两个交流电压的场合，对其输出电压的要求包括：①输独立的单相逆变器加以控制。因此此处以单相逆出电压能准确跟踪参考的正弦信号，波形畸变率变器为例进行分析。其结果同样适用于三相的情低；②负载突变时动态速度快，输出电压波动范围况。图1示出两相静止坐标系下的单相逆变器拓小。现有的控制方法如比例积分微分(PID)、双闭扑，忽略了电路和元器件上的寄生电阻。环、滑模变结构控制等[，具备了良好的跟踪性能，但不能实现高质量的稳态电压波形。重复控制负虽能保证输出波形质量，但却由于

6、延迟因子的存载在使得动态响应特性很差[3]。采用状态反馈控制可任意配置闭环系统的极图1单相全桥逆变器拓扑结构点，从而改善系统的动态性能和稳定性。根据内模Fig．1Thesingle-phasefuU-bridgeinvertertopologystructure定理．谐振控制器能对正弦信号进行无静差的跟以滤波电容C上的电压。和中流过的电踪，而且对此频率以外的信号进行迅速衰减．抑制流为状态变量；选择逆变器输出电压i和负载谐波的扰动f41。此处采用状态反馈与谐振控制结电流。为系统的输入，可推导出状态空间表达式为：合的方案．并通过原理分析和实验验证所采用控制方法的可行性。X1=A1+曰1U1，y=

7、Cx1(1)基金项目：国家自然科学基金(51277051)式。=[一定稿日期：2014—03—03=【c】；C=[1O】。作者简介：施洋洋(1989一)，男，江苏南通人，硕士研究生，式(1)是线性条件下的表达式，但状态量中的研究方向为电力变换技术。负载电流是不可控的，因此该数学模型不适用于29第48卷第10期电力电子技术Vo1．48．No．102014年10月PowerElectronicsOctober20