新型控制技术在逆变电源中的应用研究(3)

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1) 数字控制易于采用先进的控制方法和智能控制策略，使得逆变电源的智能化程度更高，性能更加完美。基于DSP 的逆变电源数字控制技术研究

2) 控制灵活，升级方便，甚至可以在线修改控制算法，而不必更改硬件线路。数字控制系统的控制方案集中体现在控制程序上，而微处理器一般具有丰富的片内外资源，硬件资源配置确定后，只需通过修改控制软件，就可以提高原来控制系统的性能；或者根据不同的控制对象实时、在线更换不同控制策略的控制软件。

3) 控制系统的可靠性提高、易于标准化。由于控制系统的高可靠性，必然导致了整个控制系统的可靠性的提高，且可以针对不同的产品，采用统一的控制板，对控制软件进行调整即可。

4) 系统维护方便。系统一旦出现故障，可以很方便的通过通信口进行调试、故障查询、故障诊断、软件修复、甚至可以对控制参数进行在线修改、调试，这样就可以通过较低的成本完成自我校正和远程服务，也为厂家售后服务提供了很大的方便。

5) 系统一致性较好，成本低，生产制造方便。

1.3.2 逆变器的数字控制策略

在正弦波逆变器数字化控制方法中，目前国内外研究的比较多的数字控制技术有数字 PID控制、无差拍控制、状态反馈控制、重复控制、滑模变结构控制、模糊控制以及神经网络控制等智能控制方式等。论文网

⑴ PID 控制

PID 控制是一种传统的控制方法，由于其算法简单成熟，设计过程中不过分依赖于系统的参数，鲁棒性好和可靠性高，在模拟控制的逆变器电源系统中得到了广泛的应用。随着微处理器技术的发展和数字智能控制器的实际应用，许多新型的数字PID 算法不断涌现。数字PID 算法具有较好的动静态响应特性。

⑵ 无差拍控制（Deadbeat Control）

无差拍控制是一种基于微处理器实现的 PWM 方案，它是根据逆变器的系统的状态方程和输出反馈信号来计算下一个采样周期的脉冲宽度。无差拍控制具有如下特点： ①暂态响应快，仅为数个开关周期时间；② 波形畸变率小，即使开关频率不是很高，也能得到较好的输出波形品质；③输出电压的香味与负载的关系不大，通过调节逆变桥的输出相位来补偿LC 滤波器的相位延时；④系统的鲁棒性不强，负载变化、非线性负载或者温度、运行条件等原因出现参数波动时，容易造成系统的不稳定或输出性能的恶化；⑤ 系统的误差与调制比、输出滤波器的参数有关；⑥ 瞬态超调量较大。

⑶ 状态反馈控制（State Feedback Control）

状态反馈控制是由台湾学者邹应屿等人于 1944 年提出的。可以任意配置闭环系统的极点，实现了逆变电源控制系统极点的优化配置，有利于改善系统输出的动态品质，具有良好的瞬态响应和较低的谐波畸变率。但在建立逆变状态模型时很难将负载的动态特性考虑在内，因此状态反馈控制通常只能针对空载和已知的负载进行建模。由于状态反馈控制对系统模型参数的依赖性很强，使得系统在参数和负载发生变化时易导致稳态误差的出现以及动态特性的改变，其控制效果就不是很理想。

⑷ 重复控制（Repetitive Control）

逆变器采用重复控制是为了克服整流性负载引起的输出波形的畸变，它通常与其他PWM控制方式相结合。重复控制的思想是假定前一周期出现的基波在下一基波周期的同一时间重复出现，控制器根据给定信号和反馈信号的误差来确定所需的校正信号，然后在下一个基波周期的同一时间将此信号叠加到原控制信号上，以消除后面各个周期中出现的重复性畸变。重复控制系统框图如图1.1所示，图中，Ur 为给定信号、Ud为扰动信号、P(z)为控制对象、Uo实际输出。周期延迟环节(Z-N)对控制器进行超前相位补偿，补偿器C(z) 提供相位补偿和幅值补偿，以保证控制系统的稳定性，并改善输出波形。