基于滑模控制感應加熱電源的電流仿真分析

摘 要：分析采用準滑模控制方案的感應加熱串聯諧振逆變器，建立逆變器的負載回路離散數學模型，其中包括切換面參數的選取、到達條件的證明和穩定性分析。仿真結果表明，滑模控制方法可有效改善系統動態特性和增強其對外部干擾的魯棒性，證明其控制方案的可行性和正確性。

關鍵詞：串聯諧振逆變器；建模；離散滑模控制；感應加熱

A Current Controller for Induction Heating Power Supply Based on Variable Structure Control

DAI Bin

(Yuncheng University，Yuncheng，044000，China

Abstract：The analysis literature about the establishment of mathematic model of series resonant converter for induction heating based on quasi-sliding mode variable structure control，including the selection of the switch surface parameters，certification of the reachable condition and analysis of stability.Simulation results show the sliding mode control possessed of a better dynamic performance and improved robustness to the external perturbations.Results validate the effectiveness of proposed control method.

eywords：series resonant inverter;modeling;quasi-sliding mode variable structure control;induction heating

1 引 言

本文介紹一種應用軟開關技術的感應加熱逆變電源控制器。運用軟開關技術，功率器件在電流過零點時進行切換，電流控制器采用離散時間狀態。在電路參數有規律的采樣中，輸出電流可以離散化，得到離散數學模型。針對感應加熱電源逆變控制器，提出了一種準滑模控制策略。該控制方案的優點有：設計的系統控制簡單，容易滿足實際的工業應用，可進行數字化處理；設計的系統控制對逆變器參數變化不敏感；控制系統可以實現全范圍的系統操作。

采用滑模控制方式的逆變器與傳統控制方式相比，具有良好的動態特性、魯棒性以及在電源和負載大范圍變化時能保證系統穩定性的優點。滑模控制方式要求全狀態變量反饋，且需要相應的基準參考量，增加電路設計的復雜性，所以一般的滑模控制方式大多停留在理論分析和仿真階段。

滑模控制與常規控制的根本區別在于控制的不連續性，即一種使系統“結構”隨時間變化的開關特性。由于功率變換器中開關元件的存在，使滑模變結構控制理論得到廣泛應用。