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基于極點(diǎn)配置的逆變器雙環(huán)控制方案

作者: 時(shí)間:2009-12-25 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

圖4給出對(duì)數(shù)頻率曲線,有采用調(diào)節(jié)后的閉環(huán)頻率特性可明顯看出,波形中消除了諧振峰,且相角裕度也變大了,系統(tǒng)穩(wěn)定性得到改善。

2.2 重復(fù)
為了提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)波形校正能力,在上述外層加入重復(fù)器,圖5給出了系統(tǒng)的復(fù)合控制。

圖5中重復(fù)控制器將誤差作為輸入,其校正量輸出與前饋的指令值疊加實(shí)現(xiàn)波形校正。文獻(xiàn)[7]中詳細(xì)介紹了設(shè)計(jì)重復(fù)控制器的方法。重復(fù)控制器由周期延遲正反饋環(huán)節(jié)和補(bǔ)償器C(z)組成。N是數(shù)字控制器每周期的采樣次數(shù)。Q(z)是為了增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì),Q(z)常取小于1的常數(shù),如Q(z)=0.95,周期延遲正反饋環(huán)節(jié)對(duì)輸出電壓的誤差進(jìn)行逐周期的累加。補(bǔ)償器C(z)的作用是抵消二階LC濾波器的諧振峰值,使重復(fù)控制系統(tǒng)穩(wěn)定,并且根據(jù)上一周期的誤差信息在下一個(gè)周期給出合適的控制提前量。
C(z)由krzks(z)組成,其作用是與控制對(duì)象實(shí)現(xiàn)中低頻對(duì)消,高頻衰減。的負(fù)載是變化的,純阻性的負(fù)載變化對(duì)逆變器的諧振峰的位置影響不大,當(dāng)為整流性負(fù)載是,諧振峰的位置會(huì)有較大的變化。因此,s(z)的作用主要是抵消逆變器的諧振峰值,使之不破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
由圖5知,電感電流電壓控制可以消除逆變器的諧振峰值,因此,s(z)可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)為1。用這種復(fù)合控制充分發(fā)揮了重復(fù)和瞬時(shí)控制的各自?xún)?yōu)點(diǎn),有效地提高了系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能。


3 仿真分析
以上分析,采用Matlab/Simulink仿真軟件,進(jìn)行模擬仿真。系統(tǒng)主要參數(shù):開(kāi)關(guān)頻率10 kHz;輸入電直流400 V;輸出為正弦交流電壓220 V,頻率50Hz;輸出濾波電感、濾波電容分別為1 mH,20μF。r取0.6 Ω,希望的阻尼比ξr=0.8,希望的自然頻率ωr一3 700 rad/s,m,n都取10。計(jì)算電感電流反饋控制的參數(shù)為:k1p=1.108,3kli=487.61,k2p=129.4,k2i=491 980。逆變器的仿真模型如圖6所示。



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