改进的Lyapunov直接法控制单相Buck型逆变器-论文.pdf

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1、第l8卷第7期电机与控制学报Vo1．18No．72014年7月ElectriCMaehiBeSandControlJuly2014改进的Lyapunov直接法控制单相Buck型逆变器卢伟国’栗安鑫，赵乃宽，何启晨(重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆400044)摘要：针对传统线性控制存在的稳定局限性问题，应用Lyapunov直接法设计了改进单相Buck型逆变器的改进非线性控制策略。在单相逆变器准稳态平均模型的基础上通过构建了二次型Lya—punov能量函数，导出了满足系统稳定收敛的控制方程

2、，采用积分复位电路模拟求解出了控制方程中的开关占空比，整体控制电路的实现简单。此外，给出了系统的稳定性理论证明和系统稳态性能分析，并给出了所提控制与传统的PID控制的模型对比分析。最后，搭建了实验样机，所给的实验结果证实了理论分析的正确性和所提Lyapunov非线性控制策略的有效性。关键词：单相逆变器；Lyapunov能量函数；稳定性控制；积分复位电路中图分类号：TM46文献标志码：A文章编号：1007—449X(2014)07一ool8—06Controlofsingle-phaseBuckinverterb

3、yimprovedLyapunovdirectmethodLUWei—guo，LIAn—xin，ZHAONai—kuan，HEQi·chen(StateKeyLaboratoryofPowerTransmissionEquipment&SystemSecurityandNewTechnology，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China)Abstract：Regardingtothestabilitylimitationofthetraditionallinearcon

4、trol，animprovednonlinearcon·trolstrategyderivedonLyapunovdirectmethodwasproposedforthesinglephaseBuckinverter．Onthebasisofthequasisteadystateaveragemodeloftheproposedsystem，aquadraticenergy—likeLyapunovfunctionwaspresentedandaswellasitscontrollaw，whichastabl

5、econvergenceoftheproposedsystem．Thedutycycleofthecontrolequationwascarriedoutbyusingintegralresetcircuit．Implementationoftheproposedcontrollerissimple．Moreover，thestabilityoftheproposedsystemwasverifiedintheoryandsystemperformaceanalysiswasshown，includingthe

6、modelcomparisonresultsbetweentheproposedsystemandthetraditionalPIDcontrolone．Finally，theexperimentalcircuitwasconducted．Thepro—posedexperimentresultsshowthecorrectnessoftheoreticalanalysisandthefeasibilityoftheproposedLyapunovcontrolscheme．Keywords：single—ph

7、aseinverter；Lyapunovenergyfunction；stabilitycontrol；integralresetcircuit收稿日期2Ol2—09一l6基金项目国家自然科学基金(51377185，51137006)作者简介卢伟国(1977一)，男，博士，副教授，硕士生导师，研究方向为研究方向为电力电子控制技术、电路理论及应用栗安鑫(1984一)，男，硕士研究生，研究方向为开关功率变换器的稳定性分析与控制；赵乃宽(1989一)，男，硕士研究生，研究方向为电力电子系统的稳定性分析与控制；何启晨(

8、1986一)，男，硕士研究生，研究方向为开关功率变换器的稳定性分析与控制。通讯作者赵乃宽第7期卢伟国等：改进的Lyapunov直接法控制单相Buck型逆变器19压再经C低通滤波器后得到交流正弦输出电压0引言。。假设负载为纯电阻负载，忽略输入电压的波动，逆变器作为直流变交流(DC／AC)功率变换装i可近似为其直流量，同时忽略电感和电容的串置，在并网逆变器接口、不间断电源(UPS)等电源设