基于重复控制原理的正弦逆变控制.pdf

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1、第44卷第5期电力电子技术Vo1．44．No．52010年5月PowerElectronicsMay，2010基于重复控制原理的正弦逆变控制杨金辉，戴瑜兴，易龙强，全惠敏(1．湖南大学，湖南长沙410082；2．威胜集团控股有限公司，湖南长沙410013)摘要：为提高正弦逆变电源的波形质量和系统动、静态响应性能，在正弦逆变控制中引入重复控制原理。该算法将逆变电源视作一个参考正弦信号的随动系统，建立了单相正弦逆变电源输出滤波单元数学模型。利用Matlab仿真软件对算法进行了在线仿真研究，并利用DSP微控制器构建的实验平台对算法进行了实验验证。结果表明，在采用该算法所

2、设计控制器的控制下，正弦逆变器逆变输出稳定、波形畸变小、静态抗负载干扰能力强。关键词：正弦逆变电源；重复控制；数字信号处理器中图分类号：TM921．5文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)05—0065—02SineInverterControlBasedonRepetitiveControlArithmeticYANGJin—hui，DAIYu—xing，YILong—qiang2，QUANHui—min(1．HunanUniversity，Changsha410082，China；2．WasionGroup，Changsha410013，Chi

3、na)Abstract：Toimprovethesineinverterpoweroutputvohagewaveformqualityanditssystemsteady—stateanddynamicper-formance，thispaperpresentsasineinvertercontroldesignbasedonrepetitivecontrolarithmetic．Theinvertersystemisseenasastandardsinewaveservosysteminthearithmetic．Themathematicalmodelofi

4、nverteroutputwaveformisbuilt．Thesimulationandexperimentalresultsprovethatthesineinverterhasstableoutput，lowvoltagedistortionandstrongloaddisturbingresistance．Keywords：sineinverterpower；repetitivecontrol；digitalsignalprocessorFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalSciencesFoundati

5、onofHunanProvince(No．07JJ6134)1引言取电容电压／．LC()和电感电流it(t)为系统状态逆变波形的重复控制技术是现代控制理论中内变量，列出系统状态方程：模原理在逆变控制领域的直接应用。内模原理是把x=A+1+2。，y=Cx(1)作用于系统外部信号的动力学模型植入控制器，以构成高精度反馈控制系统的一种设计原理。式中：?]；曰F[]；l_]．A=[一。]；c-。。在此将重复控制原理运用于单相正弦逆变电源逆变器输出电压为被控系统的输入．视负载电的系统控制中。逆变电源被视作一个参考正弦信号流为系统扰动。其中u(￡)为离散PWM脉冲序列。设的随

6、动系统。即电源的逆变输出电压始终跟随给定PWM脉冲幅值为直流母线电压，脉宽为AT(k)，的标准调制正弦信号【lJ。重复控制策略追求的是系统采样周期为，则PWM脉冲序列如图2所示闭。静态响应的无静差特性，利用电源负载周期性扰动的特点逐周期地修正输出电压，使控制系统无需进行多变量采样，也不用很高的控制速度与复杂算法就能获得很高的稳态指标。图2逆变输出PWM电压冲量等效2逆变输出单元模型假定系统采样频率与开关频率相等，将系统的输入PWM冲量等效为平均电压输入，即：图1示出单相正弦逆变输出单元电路及其等效电路。电压源u(￡)代表来自逆变器输出的PWM脉u()=Ar(k)d

7、c／(2)这样在系统的两个采样点之间，系统的输入电冲序列电压，电流源i。()代表负载汲取电流。压保持不变。同时，假定负载电流在采样期间也保持圈io(t)Lio(t)z豳不变。可将连续系统离散化为：x(k+1)=Gx(k)+M。()+。()(3)(a)变压器隔离输出(b)感容非隔离输出(c)单相逆变输出单元图1单相逆变输出滤波单元电路模型式中：HF[i1-(∞co。s()to／o(T∞,正))]；=[一c’]。根据零阶保持器采样系统离散化方法计算得：基金项目：湖南省自然科学基金(07JJ6134)定稿日期：2009一ll一25G=Li“’]㈤作者简介：杨金辉(198

8、3一)，女