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逆变电源数字控制技术的应用

作者:时间:2011-12-06来源:网络收藏

 b)输出滤波器对系统的模型影响很大,输入电压的波动幅值和负载的性质,大小的变化范围往往比较大,这些都增加了对象的复杂性,使得对象模型的高阶性、不确定性、非线性显著增加。  

c)对于式PWM,都存在一个开关周期的失控区间,一般是在每个开关周期的开始或上个周期之末来确定本次脉冲的宽度,即使这时系统发生了变化,也只能在下一个开关周期对脉冲宽度做出调整,所以现在引起了广泛的关注。

3化控制  

逆变电源数字控制方法成为当今电源研究领域的一个热点,与数字化相对应,各种各样的离散控制方法也纷纷涌现,包括数字比例-积分-微分(PI)调节器控制、无差拍控制、数字滑变结构控制、模糊控制以及各种神经网络控制等,从而有力地推动逆变电源控制的发展。

3.1数字PI控制  

数字PI控制以参数简单、易整定等特点得到了广泛。逆变器采用模拟数字PI控制时,如果只是输出电压的瞬时值反馈,其动态性能和非线性负载时的性能不会令人满意;如果是输出滤波电感或输出滤波电容的电流瞬时值引入反馈,其性能将得到较大改进,然而,庞大的模拟控制电路使控制系统的可靠性下降,调试复杂,不易于整定。数字信号处理芯片的出现使这个问题得以迅速解决,如今各种补偿措施及控制方式可以很方便地于逆变电源的数字PI控制中,控制器参数修改方便,调试简单。  

但是,数字PI控制算法到逆变电源的控制中,不可避免地产生了一些局限性:一方面是系统的采样量化误差,降低了算法的分辨率,使得PI调节器的精度变差;另一方面,采样和计算延时使被控系统成为一个具有纯时间滞后的系统,造成PI控制器设计困难,稳定性减小,随着高速SP及高速A/的发展,数字PI控制在逆变电源的控制中会有进一步的应用。3.2滑模变结构控制  滑模变结构控制(slidingmode variable structure control,SVSC)最显著的特点是对参数变化和外部扰动不敏感,即鲁棒性强,加上其固有的开关特性,因此非常适用于闭环反馈控制的电能变换器。  

基于微处理器的离散滑模控制使逆变器输出波形有较好的暂态响应,但系统的稳态性能不是很理想。具有前馈控制的离散滑模控制系统[1],暂态性能和稳态精度得到提高(见图1),但如果系统过载时,滑模控制器的负担将变得非常重。自矫正离散滑模控制可以解决这个问题[2]。  

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逆变器的控制器由参数自适应的线性前馈控制器和非线性滑模控制器组成(见图2),滑模控制器仅在负载导致输出电压变化时产生控制力,稳态的控制力主要由前馈控制器提供,滑模控制器的切换面(超平面)是根据优化准则进行设计的。

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