PWM逆变器重复控制策略的研究

随着电力电子技术的发展,逆变电源的应用前景日益广泛。PWM逆变器是逆变电源的核心部件,要求它具有高质量的输出电压波形。为此,各种各样的波形控制技术层出不穷。 本文以单相全桥逆变器为控制对象,将负载电流处理为可测扰动,基于状态空间法,建立了PWM逆变器的线性数学模型和仿真模型。经过目前流行控制方法的比较后,选取全状态反馈来达到对系统的稳定控制。同时,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,引入了状态观测器的设计。 阐明了重复控制的基本思想和系统结构,并给出了稳定性分析,通过分析讨论了重复控制器的设计问题,对比两种重复控制器设计方法后,提出适用于单相逆变器的直接重复控制器设计方法。 针对重复控制存在一拍延迟、动态性能不足的缺陷,提出了一种PI和重复控制互为补偿的复合控制方法,理论分析后得出系统的稳态误差可以达到零。另外,还提出了一种将极点配置和重复控制相结合的复合控制方法。其中状态反馈构成系统内环,显著改善系统的动态性能,并且大大简化了重复控制器的设计。动、静态仿真验证两种复合控制具有较好的稳态补偿精度和动态性能。 最后,以TMS320LF2407A为主控芯片,设计了电源的硬件框图,介绍了系统的软件设计和控制算法设计流程。