0 导言
逆变器正得到越来越广泛的运用,逆变器的操控也从开始的电压有用值操控发展到电压瞬时值操控,再到现在的电压电流双环瞬时值操控,其操控战略包含了经典PID 操控、无差拍操控、重复操控、含糊操控等,操控办法不断灵敏,波形质量得到进步,带非线性负载的才能不断增强,动态呼应也明显加速[2][6][7]。特别是依据DSP的数字操控由于其很多长处[8]正得到更多的研讨和运用。其间,电容电流反应的双环操控逆变器因其较快的动态呼应和较好的带非线性负载才能而得到更多的喜爱[4][5],文献[1]提出了电容电流反应逆变器在接连域内的闭环规划战略,但该规划战略在离散域则不再有用。文献[3]规划了瞬时值电流反应在离散域的闭环规划战略,但它的规划是在依据无差拍操控的基础上,而无差拍操控对体系模型的改变很灵敏,然后约束了该闭环战略的运用规模。
数字操控逆变器的闭环规划的难点在于它的反应和操控都是离散的,模仿操控中的规划办法不再适用,而现在的研讨中还没有清晰的数字操控体系的闭环规划办法,本文试着用Z改换和反改换理论对反应和操控环节进行处理,别离得到了内环和外环的离散传递函数,运用离散操控理论规划闭环参数。由于内外环操控器遍及运用的都是PID操控器,所以本文提出的办法不只具有一般性,还具有很高的可靠性和一致性。
1 逆变器的建模与仿真
首要关于一个如图1所示的逆变器体系进行建模。载波选用单极性三角波,由PID调节器输出与调制波交截发生体系所需的占空比。由于开关频率远远高于输出电压的频率,所以在每一个开关周期内,可以假定调制波Vr是不变的,咱们可以学习DC/DC改换器中的小信号建模办法。选用状况空间均匀法[9][10],树立的小信号模型如式(1)。
假如咱们疏忽滤波电感的Rl和阻性负载的Ll,则模型可以进一步简化为式(2)。依据自动操控理论,可以画出式(1)的根轨道图,如图2所示。
从图2 可以看到,体系的根轨道都散布在左半平面,阐明选用三种反应办法都可以组成一个安稳的逆变器体系。不同的是,后两者相关于前者的根轨道离虚轴更远一点,也就是说选用后两者的安稳性更好一些。而电容电流反应与电感电流反应比较由于有一个在原点的零点,安稳性稍弱小一些。但由于电感电流不能骤变,而电容电流可以直接反映负载电流的改变,所以咱们选用电容电流反应作为反应办法。但只是选用电流反应,并不能确保输出电压的正弦度,所以还要加一个瞬时值电压反应环来确保输出电压的正弦度。
2 内部电流环的规划
首要规划电流环。依据小信号建模,电流环的开环传递函数为
选用份额调节器,操控框图如图3所示。