PWM逆变电源数字双环控制技术研究选编.PDF

PWM 逆变电源数字双环控制技术研究 Research on Dual-loop Digital Control Technique for PWM Inverters 华中科技大学电气与电子工程学院 唐诗颖，彭力 Email: ts163.com 摘要：本文主要研究 PWM 逆变电源电流内环电压外环数字双环控制技术，基于极点配置方法，以带控制器的整 个系统为对象，设计双环控制参数；在数字控制中，为了克服数字处理器采样、计算延时造成的占空比受限问题， 引入了状态观测器和扰动观测器的设计。状态观测器输出受多种误差影响，为减小预测误差加入了重复补偿。仿真 分析和试验结果均证明带重复补偿的状态观测器能较好预测系统状态。实验结果表明该控制系统既有较好的稳态性 能，又有较快的响应速度。 Abstract ：This dissertation focuses on the research for dual-loop digital control technique with instantaneous voltage and current feedback for PWM inverters. For the whole system with controller, we can calculate these control parameters based on pole-assignment method. To avoid modulation limitation caused by the sampling and calculating time of digital processor, design of state observer and disturbance observer are brought in. Due to reduce the errors of state observer out-put caused by many reasons, a repetition compensator have been added to the state observer, and its nice performance have been proved by both simulations and experiments.The experiment results are presented to show the system could achieve nice static characteristics with good dynamic response. 关键词：PWM逆变器 数字双环控制 极点配置 观测器 Keywords ：PWM inverter ；dual-loop digital control ；pole-assignment ；observer 获得一拍的超前，实现了滞后一拍控制的超 1 引言 前一拍补偿。但状态观测器输出受多种误差 瞬时控制方案可以在运行过程中实时地 影响，实际装置中状态观测器需要增加重复 调控输出电压波形，使得供电质量大大提高。 补偿。仿真分析和试验结果均证明带重复补 文献研究表明电压外环电流内环的双环控制 偿的状态观测器能较好预测系统状态。 方案是高性能逆变电源波形控制的发展方向 之一[1-3]，双环控制方案的电流内环扩大逆变 2 PWM 逆变器数字双环控制技术 器控制系统的带宽，使得逆变器动态响应加 快，输出电压的谐波含量减小，非线性负载 本文采用单相全桥逆变器为控制对象， 适应能力加强。目前，这种基于电流内环的