采用BoostPWMDC/DC變換器的正弦波逆變器

由式（6）和式（3）比較可知，采用三階SPWM控制法比兩階SPWM控制法，具有更小的諧波含量。

4.1.3 三階交互式SPWM控制

Boost逆變器的三階交互式SPWM控制電路如圖6（a）所示，圖6（b）為工作波形圖。這種控制方式的特點是，逆變器的左臂工作在u_L的正半周，右臂工作在u_L的負(fù)半周，左右臂交互工作，即可使逆變器輸出一個完整的電壓u_L波形。u_L的傅里葉級數(shù)表示式與式（6）相同。占空比D的確定，及D工作區(qū)間（1－D）～D的確定，也與三階SPWM控制法相同。實際上，三階交互式SPWM控制法是三階SPWM控制法的變形。

（a）原理電路

（b）工作波形圖

圖6 Boost逆變器的三階交互式SPWM控制電路

4.2 滑模控制法

滑?？刂品ㄟm合于變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，滑模變結(jié)構(gòu)控制理論產(chǎn)生于上世紀(jì)50年代，現(xiàn)在已發(fā)展成為一種完備的控制系統(tǒng)設(shè)計方法。這種控制法實質(zhì)上是一種用高頻開關(guān)控制的狀態(tài)反饋系統(tǒng)。滑?？刂频奶攸c是穩(wěn)定性好，魯棒性（Robustness）強(qiáng)，動態(tài)性能好，實現(xiàn)容易。

滑模控制的原理是利用高速切換的開關(guān)控制，把受控的非線性系統(tǒng)的狀態(tài)軌跡，引向一個預(yù)先指定的狀態(tài)平均空間平面（滑模面）上，隨后系統(tǒng)的狀態(tài)軌跡就限定在這個平面上?；？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計有兩個方面：一是尋求滑模面函數(shù)，使系統(tǒng)在滑模面上的運(yùn)動逐漸穩(wěn)定且品質(zhì)優(yōu)良；二是設(shè)計變結(jié)構(gòu)控制，使系統(tǒng)可以由相空間的任一點在有限的時間內(nèi)達(dá)到滑模面，并在滑模面上形成滑?？刂茀^(qū)。

Boost逆變器的滑?？刂葡到y(tǒng)框圖如圖7所示，u～是逆變器的輸出電壓；u_L為低通濾波器的輸出電壓（即負(fù)載電壓）；u_L′是負(fù)載電壓u_L的一階導(dǎo)數(shù)；u_r為基準(zhǔn)正弦電壓；u_r′為u_r的一階導(dǎo)數(shù)；u是控制變量，u為高電平時，代表u～最大，u是為低電平時，代表u～最??；K₁，K_L分別是加權(quán)數(shù)，即反饋增益；σ為開關(guān)控制律?？刂齐娐酚砷_關(guān)控制律形成電路和邏輯判斷與觸發(fā)電路兩部分組成。

開關(guān)控制律如式（7）所示

σ=K₁(u_r－u_L)＋K₂(u_r－u_L)≥0 （7）

圖7 Boost逆變器的滑?？刂葡到y(tǒng)框圖

當(dāng)σ>0時，控制量u為高電平，代表u_～為u_～最大；當(dāng)σ0時，控制量u為低電平，代表u_～為u_～最小。

用滑?？刂品ǖ腂oost逆變器，動態(tài)性能好，系統(tǒng)具有降階性和魯棒性?；？刂茖儆谀繕?biāo)控制法，可以預(yù)先構(gòu)造閉環(huán)特性，適用于動態(tài)性能要求高的Boost逆變器。

4.3 函數(shù)控制法

函數(shù)控制法的工作原理是：首先用開關(guān)函數(shù)表示出主電路電子開關(guān)的通斷作用，得出其等效電路，并找出包含最重要控制信息的主電路動態(tài)方程式，寫出開關(guān)函數(shù)與主電路變量之間的函數(shù)關(guān)系。然后在控制電路中再加入誤差放大環(huán)節(jié)，并滿足約束條件，從而導(dǎo)出開關(guān)函數(shù)與控制電路變量之間的函數(shù)關(guān)系，即得到系統(tǒng)的函數(shù)控制律。對于Boost逆變器有

（8）

式中：S動態(tài)開關(guān)函數(shù)是逆變器的輸入控制量；

u_a，u_b為逆變器a點和b點的電壓；

i₁，i₂為流過電感L₁和L₂的電流。

函數(shù)控制Boost逆變器框圖如圖8所示。圖中X是逆變器的中間輸出量，也是控制電路的中間輸入變量。函數(shù)控制逆變器的特點是系統(tǒng)絕對穩(wěn)定，響應(yīng)速度快，無過沖與超調(diào)，能完全抑制電源電壓U_s及負(fù)載阻抗大，小信號擾動的影響，輸出電壓u_L與Boost逆變器參數(shù)無關(guān)，能適應(yīng)各種性質(zhì)的負(fù)載，但實現(xiàn)比較困難。

圖8 Boost逆變器的函數(shù)控制系統(tǒng)框圖

4.4 離散控制法

離散控制法通過選擇適當(dāng)?shù)姆答佔兞康碾x散采樣值，諸如輸出電壓u_L的離散采樣值u_L（nT）;電感電流離散采樣值i₁(nT)和i₂(nT)；輸出電流離散采樣值i_L(nT)；預(yù)估控制約束條件為U_(n＋1)T－U_r=k[U_(nT)－U_r]（式中nT表示離散時間，T為開關(guān)周期）。人為地構(gòu)造出控制律，以便抑制輸入及負(fù)載擾動對輸出電壓的影響，獲得比較理想的輸出特性。

離散控制法Boost逆變器主電路的離散分析相當(dāng)復(fù)雜，離散量控制律的實現(xiàn)也十分麻煩，預(yù)估值需按經(jīng)驗確定，故在應(yīng)用中有一定限制。