PDF《逆变电路的控制技术与策略》

所示.其中!为给定电 压;

为输出电压;

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是重复控制器叠加于给定 !之上的校正量.这里简介系统结构中内模以外的 环节,周期延时环节$(% 使本周期的误差信号从 下周期才开始影响矫正量# '

,使超前环节的设置 成为可能.补偿器&

($)是改造对象特性,将对 象的中低频段增益校正为) ,使'

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归一化;

抵消 对象较高的谐振峰值,使之不破坏稳定性;

增强前 向通道的高频衰减特性,提高稳定性和抗干扰能 力. ( ) 超前环节是抵消补偿器和对象的相位滞后. '

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比例系数确定矫正量的幅值 [ * ] . 图&

重复控制系统框图 虽然该控制技术有效地降低电压波形畸变率和 稳态误差,但是由于延时环节$(% 的存在,系统 的动态响应速度非常慢.为此,文献[ + ]指出在 图&

所示的结构上加一个 $ , 控制器(如虚线所 示)实现 $ , 控制和重复控制符合控制策略,保 证了系统有较快的动态相应速度和较高的输出波形 质量;

文献[ - ]研究了自适应重复控制策略,使 系统动态性能改善;

文献[ . ]指出利用伺服控制 和重复控制的复合控制策略,伺服控制使系统获得 好的抗干扰能力,重复控制提高了稳态精度. ! $ 无差拍控制 /

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4 5在) . - +年根据卡尔曼等人提出的无差拍 控制理论应用于逆变控制上,逆变电路无差拍控制才 引起广泛重视.该控制是多变量反馈控制,它是在控 制对象离散数学模型基础上,经过精确计算控制量而 在下一个周期内修正输出误差.现用具体的电路说明 其基本原理 [ )

6 ] ,逆变主电路如图7所示. 图7 逆变主电路 取电容电压和电流为状态变量,其状态方程为 ― * + , ― 逆变电路的控制技术与策略 《电气应用》 ! #年第! $卷第%期!!! # !#$ % $ % 其中 ! [% &

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( / * ) 依据线性系统理论,其运动方程的表达式为 ! ( ) (+ # ( ) '

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+ # ( ) !) $ % ( !) ! ! ( ( ) 把式( ( )离散化后的方程 ! [ ( -,( ) .] (+ # . ! ( - .) ,,

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#, .- / . ) $ /! ( , ) 将式( , )展开得 % &

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2 , ( - ) 从上式中第一分式提出 ! .(-) ,并用 % / + ) ( -# ( )替代% &

(0#( )就能得到无差拍控制算 法. ! . ( -) (% / + ) ( -,( ) /

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1 ( 此算法中每个采样间隔发出的控制量 .(-) 是根据当前时刻的状态向量和下一时刻给定值计算 出来的,由负载扰动或非线性负载引起的输出电压 偏差可在一个采样周期得到修正. 此控制方式有非常快的动态响应,跟踪精度高 等优点,但是参数的波动会使它鲁棒性差、瞬态超 调量大.为了克服其缺点,可以用带扰动状态观测 器的控制策略改善它的性能 [ ( ( ] .事实上,如果能 利用克服参数变化带来影响的控制策略(如与模糊 控制、神经网络控制复合)都可以改善无差拍控制 的性能. ! ! 模糊控制 逆变电路是一个非线性、时变、多变量系统, 很难对其建立精确的模型.而模糊控制能在准确和 简明之间取得平衡,因此受到人们的重视.模糊控 制的基本原理是:模糊控制的输入量通过模糊化处 理,经过一定的语言规则进行模糊推理,得出输出 结果明晰化,最后得到控制变量的精确输出值.模 糊控制系统结构图如图1所示. 逆变电路用模糊控制的优势: 依赖于系统精 确的数学模型,特别适合复杂系统(或过程)与模 糊性对象使用.#模糊控制中知识表示、模糊规则 和合成推理是建立在专家知识上的,并且可以不断 更新升级,所以具有智能化和自学习功能.$模糊 控制器是以计算机为核心,因此有数字控制的可靠 性和精确性等.但是模糊控制是语言描述受控系 统,其控制存在精度不高的缺点 [ ( , ] . 图1 模糊控制系统结构图 文献[ ( - ]采用输出电压和电感电流作反馈, 即把电压误差和电感电流为模糊输入变量,实现模 糊控制,在整流性负载的状态下,逆变电路输出 &