单相UPS逆变器复合控制设计

概述：
本文通过对脉宽调制（pulse width modulation,PWM）单相不间断逆变电源（UPS）输出特性的分析。提出了一种基于重复控制和模糊PI控制相结合的UPS逆变器的综合控制策略。模糊PI控制提高UPS逆变器的动态特性，重复控制改善UPS逆变器的稳态精度。实验结果表明，该策略能获得具有良好的动态和稳态特性的波形。

1.引言
UPS通常用在对电源质量要求很高的场合，如金融部门、医疗中心、通信系统、军用设备等。一般要求 UPS的输出波形质量好，动态响应快，抗扰能力强。近年来，中外学者发展出了多种逆变电源波形控制技术：PID控制，无差拍控制，滑模变结构控制，重复控 制，模糊控制等。各种控制方法均具有各自的特点，表现出优良的特性和不足。本文针对UPS逆变电源波形不能兼顾稳态效果和动态效果的问题，建立了单相逆变 器的数学模型，提出了基于重复控制和模糊PI控制相结合的新型控制策略。利用重复控制消除逆变器周期性干扰，提高其稳态精度，利用模糊PI控制改善逆变器 对非周期扰动的瞬态响应速度。实验结果表明，基于该控制器控制的UPS输出波形质量好，稳态精度高，动态响应快。

2.单相全桥PWM逆变器的结构
单相全桥逆变器主电路结构如图1所示。
图中，T1~T4为IGBT开关器件，E为直流输入电压，滤波电感L和滤波电容C构成低通滤波器，电阻r与滤波电感L相串联，它为死区效应和各环节的损耗提供了一个小的阻尼。