基于极点配置的逆变器双环控制方案

图4给出逆变器对数频率曲线，有采用双环调节后的闭环频率特性可明显看出，波形中消除了谐振峰，且相角裕度也变大了，系统稳定性得到改善。

2．2 重复控制
为了提高系统稳态波形校正能力，在上述双环控制外层加入重复控制器，图5给出了系统的复合控制方案。

图5中重复控制器将误差作为输入，其校正量输出与前馈的指令值叠加实现波形校正。文献[7]中详细介绍了设计重复控制器的方法。重复控制器由周期延迟正反馈环节和补偿器C(z)组成。N是数字控制器每周期的采样次数。Q(z)是为了增强系统的稳定性，为了简化设计，Q(z)常取小于1的常数，如Q(z)=0．95，周期延迟正反馈环节对逆变器输出电压的误差进行逐周期的累加。补偿器C(z)的作用是抵消二阶LC滤波器的谐振峰值，使重复控制系统稳定，并且根据上一周期的误差信息在下一个周期给出合适的控制提前量。
C(z)由krzks(z)组成，其作用是与控制对象实现中低频对消，高频衰减。逆变器的负载是变化的，纯阻性的负载变化对逆变器的谐振峰的位置影响不大，当为整流性负载是，谐振峰的位置会有较大的变化。因此，s(z)的作用主要是抵消逆变器的谐振峰值，使之不破坏系统的稳定性。
由图5知，电感电流电压双环控制可以消除逆变器的谐振峰值，因此，s(z)可以简化设计为1。用这种复合控制方案充分发挥了重复和瞬时控制的各自优点，有效地提高了系统的动静态性能。

3 仿真分析
基于以上分析，采用Matlab／Simulink仿真软件，进行模拟仿真。系统主要参数：开关频率10 kHz；输入电直流400 V；输出为正弦交流电压220 V，频率50Hz；输出滤波电感、滤波电容分别为1 mH，20μF。r取0．6 Ω，希望的阻尼比ξr=0．8，希望的自然频率ωr一3 700 rad／s，m，n都取10。计算基于电感电流反馈控制的参数为：k1p=1．108，3kli=487．61，k2p=129．4，k2i=491 980。逆变器的仿真模型如图6所示。