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采用BoostPWMDC/DC變換器的正弦波逆變器

作者: 時間:2011-03-19 來源:網絡 收藏

本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/179407.htm

由式(6)和式(3)比較可知,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,的左臂工作在uL的正半周,右臂工作在uL的負半周,左右臂交互工作,即可使輸出一個完整的電壓uL波形。uL的傅里葉級數表示式與式(6)相同。占空比D的確定,及D工作區間(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??刂品?

滑模控制法適合于變結構系統,滑模變結構控制理論產生于上世紀50年代,現在已發展成為一種完備的控制系統設計方法。這種控制法實質上是一種用高頻開關控制的狀態反饋系統?;?刂频奶攸c是穩定性好,魯棒性(Robustness)強,動態性能好,實現容易。

滑??刂频脑硎抢酶咚偾袚Q的開關控制,把受控的非線性系統的狀態軌跡,引向一個預先指定的狀態平均空間平面(滑模面)上,隨后系統的狀態軌跡就限定在這個平面上?;?刂葡到y的設計有兩個方面:一是尋求滑模面函數,使系統在滑模面上的運動逐漸穩定且品質優良;二是設計變結構控制,使系統可以由相空間的任一點在有限的時間內達到滑模面,并在滑模面上形成滑模控制區。

Boost逆變器的滑??刂葡到y框圖如圖7所示,u~是逆變器的輸出電壓;uL為低通濾波器的輸出電壓(即負載電壓);uL′是負載電壓uL的一階導數;ur為基準正弦電壓;ur′為ur的一階導數;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~最小;K1,KL分別是加權數,即反饋增益;σ為開關控制律。控制電路由開關控制律形成電路和邏輯判斷與觸發電路兩部分組成。

開關控制律如式(7)所示

σ=K1(uruL)+K2(uruL)≥0 (7)

圖7 Boost逆變器的滑??刂葡到y框圖

當σ>0時,控制量u為高電平,代表uu最大;當σ0時,控制量u為低電平,代表uu最小。

用滑??刂品ǖ腂oost逆變器,動態性能好,系統具有降階性和魯棒性?;?刂茖儆谀繕丝刂品?,可以預先構造閉環特性,適用于動態性能要求高的Boost逆變器。

4.3 函數控制法

函數控制法的工作原理是:首先用開關函數表示出主電路電子開關的通斷作用,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方程式,寫出開關函數與主電路變量之間的函數關系。然后在控制電路中再加入誤差放大環節,并滿足約束條件,從而導出開關函數與控制電路變量之間的函數關系,即得到系統的函數控制律。對于Boost逆變器有

(8)

式中:S動態開關函數是逆變器的輸入控制量;

uaub為逆變器a點和b點的電壓;

i1,i2為流過電感L1L2的電流。

函數控制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。函數控制逆變器的特點是系統絕對穩定,響應速度快,無過沖與超調,能完全抑制電源電壓Us及負載阻抗大,小信號擾動的影響,輸出電壓uL與Boost逆變器參數無關,能適應各種性質的負載,但實現比較困難。

圖8 Boost逆變器的函數控制系統框圖

4.4 離散控制法

離散控制法通過選擇適當的反饋變量的離散采樣值,諸如輸出電壓uL的離散采樣值uLnT);電感電流離散采樣值i1(nT)和i2(nT);輸出電流離散采樣值iL(nT);預估控制約束條件為U(n+1)TUr=k[U(nT)Ur](式中nT表示離散時間,T為開關周期)。人為地構造出控制律,以便抑制輸入及負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復雜,離散量控制律的實現也十分麻煩,預估值需按經驗確定,故在應用中有一定限制。

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