基于改進PI-重復控制的數字逆變系統

賈日晶，單鴻濤，蔣 宇，王士璋

(上海工程技術大學 電子電氣工程學院，上海 201620)

UPS等不間斷電源的出現，為無法直接使用電網供電的用電設備提供了方便，現在常用到的逆變電源多是數字逆變電源。目前在數字逆變電源中常用的控制方法有重復控制和數字PI控制等。重復控制能夠規避死區影響、消除接入非線性負載后導致的輸出波形的周期性畸變，但其動態特性差。PI控制能夠提高系統穩定性并且改善動態特性，但當負載為非線性時，使用PI控制跟蹤特性不是很好。文獻[1～2]中詳細介紹了以上兩種方法結合而成的雙閉環控制結構，能夠獲得比使用單一控制算法更好的控制效果。然而傳統PI控制雖然能夠消除直流信號的穩態誤差，但是無法對交流信號進行無靜差跟蹤。而比例-諧振(Proportional-Resonant，PR)控制則能夠實現對交流信號的無靜差跟蹤。因此，本文結合以上兩種算法的優點，提出改進后的PIR控制算法，并結合重復控制和PIR控制組成復合控制體系，用來控制數字逆變器。PIR-重復控制不僅可以滿足系統穩定性的要求，而且具有動態響應快、跟蹤特性好和輸出波形畸變率低的優點。

1 逆變系統的建模與分析

1.1 逆變器的主電路拓撲

在逆變器中，通常使用全橋結構或半橋結構。半橋電路使用器件少、驅動簡單、經濟性好，但僅適用于小功率場合。而全橋電路在輸出相同功率、承受相同電壓時，流過逆變橋臂的電流僅是半橋電路的一半。因此，論文將選用單相全橋逆變系統作為研究對象，分析其電路結構模型。……