采用BoostPWMDC/DC变换器的正弦波逆变器

由式（6）和式（3）比较可知，采用三阶SPWM控制法比两阶SPWM控制法，具有更小的谐波含量。

4.1.3 三阶交互式SPWM控制

Boost逆变器的三阶交互式SPWM控制电路如图6（a）所示，图6（b）为工作波形图。这种控制方式的特点是，逆变器的左臂工作在u_L的正半周，右臂工作在u_L的负半周，左右臂交互工作，即可使逆变器输出一个完整的电压u_L波形。u_L的傅里叶级数表示式与式（6）相同。占空比D的确定，及D工作区间（1－D）～D的确定，也与三阶SPWM控制法相同。实际上，三阶交互式SPWM控制法是三阶SPWM控制法的变形。

（a）原理电路

（b）工作波形图

图6 Boost逆变器的三阶交互式SPWM控制电路

4.2 滑模控制法

滑模控制法适合于变结构系统，滑模变结构控制理论产生于上世纪50年代，现在已发展成为一种完备的控制系统设计方法。这种控制法实质上是一种用高频开关控制的状态反馈系统。滑模控制的特点是稳定性好，鲁棒性（Robustness）强，动态性能好，实现容易。

滑模控制的原理是利用高速切换的开关控制，把受控的非线性系统的状态轨迹，引向一个预先指定的状态平均空间平面（滑模面）上，随后系统的状态轨迹就限定在这个平面上。滑模控制系统的设计有两个方面：一是寻求滑模面函数，使系统在滑模面上的运动逐渐稳定且品质优良；二是设计变结构控制，使系统可以由相空间的任一点在有限的时间内达到滑模面，并在滑模面上形成滑模控制区。

Boost逆变器的滑模控制系统框图如图7所示，u～是逆变器的输出电压；u_L为低通滤波器的输出电压（即负载电压）；u_L′是负载电压u_L的一阶导数；u_r为基准正弦电压；u_r′为u_r的一阶导数；u是控制变量，u为高电平时，代表u～最大，u是为低电平时，代表u～最小；K₁，K_L分别是加权数，即反馈增益；σ为开关控制律。控制电路由开关控制律形成电路和逻辑判断与触发电路两部分组成。

开关控制律如式（7）所示

σ=K₁(u_r－u_L)＋K₂(u_r－u_L)≥0 （7）

图7 Boost逆变器的滑模控制系统框图

当σ>0时，控制量u为高电平，代表u_～为u_～最大；当σ0时，控制量u为低电平，代表u_～为u_～最小。

用滑模控制法的Boost逆变器，动态性能好，系统具有降阶性和鲁棒性。滑模控制属于目标控制法，可以预先构造闭环特性，适用于动态性能要求高的Boost逆变器。

4.3 函数控制法

函数控制法的工作原理是：首先用开关函数表示出主电路电子开关的通断作用，得出其等效电路，并找出包含最重要控制信息的主电路动态方程式，写出开关函数与主电路变量之间的函数关系。然后在控制电路中再加入误差放大环节，并满足约束条件，从而导出开关函数与控制电路变量之间的函数关系，即得到系统的函数控制律。对于Boost逆变器有

（8）

式中：S动态开关函数是逆变器的输入控制量；

u_a，u_b为逆变器a点和b点的电压；

i₁，i₂为流过电感L₁和L₂的电流。

函数控制Boost逆变器框图如图8所示。图中X是逆变器的中间输出量，也是控制电路的中间输入变量。函数控制逆变器的特点是系统绝对稳定，响应速度快，无过冲与超调，能完全抑制电源电压U_s及负载阻抗大，小信号扰动的影响，输出电压u_L与Boost逆变器参数无关，能适应各种性质的负载，但实现比较困难。

图8 Boost逆变器的函数控制系统框图

4.4 离散控制法

离散控制法通过选择适当的反馈变量的离散采样值，诸如输出电压u_L的离散采样值u_L（nT）;电感电流离散采样值i₁(nT)和i₂(nT)；输出电流离散采样值i_L(nT)；预估控制约束条件为U_(n＋1)T－U_r=k[U_(nT)－U_r]（式中nT表示离散时间，T为开关周期）。人为地构造出控制律，以便抑制输入及负载扰动对输出电压的影响，获得比较理想的输出特性。

离散控制法Boost逆变器主电路的离散分析相当复杂，离散量控制律的实现也十分麻烦，预估值需按经验确定，故在应用中有一定限制。