【正文】 斷,電路復(fù)雜,對電壓提升電路降低了精度)。過流保護也是可恢復(fù)的。離散時間控制策略即數(shù)字化控制，可以克服模擬控制的一些不足。重復(fù)控制是近幾年才發(fā)展起來的一種新型逆變電源控制方案。積分J代表了過去積累的信息，它能消除靜差，改善系統(tǒng)的靜態(tài)特性。 重復(fù)控制技術(shù) 重復(fù)控制的基本思想重復(fù)控制是一種基于內(nèi)模原理的控制策略，內(nèi)模原理指出：如果希望控制系統(tǒng)對某一參考指令實現(xiàn)無靜差跟蹤，則產(chǎn)生該參考指令的模型必須包含在穩(wěn)定的閉環(huán)控制系統(tǒng)內(nèi)部。這所以稱其為重復(fù)信號發(fā)生器，是因為即使輸出衰減至零，該內(nèi)模仍然會持續(xù)不斷的華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）25逐周期重復(fù)輸出與上周期波形相同的信號。圖53 重復(fù)信號發(fā)生器（Z域形式） 重復(fù)控制器的結(jié)構(gòu)重復(fù)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖54如圖所示，其中虛線框內(nèi)的結(jié)構(gòu)即為重復(fù)控制器。在獲知了上一周期的誤差信息后,到了下一周期該如何給出合適的控制量,這就是補償器S(z)要解決的任務(wù)。通過前面分析，我們知道控制對象逆變器PB(z)是一個二階線性系統(tǒng)，具有相位滯后的特性，利用超前環(huán)節(jié) 的超前相位特性來補償控制對象的相位滯KZ后。重復(fù)控制器可以消除周期性干擾產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差。數(shù)字PID控制對跟蹤誤差立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用，響應(yīng)速度較快，但由于前述因素的影響，跟蹤精度不高，波形畸變嚴重。一個周期過后，重復(fù)控制器產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用使跟蹤誤差減小。這是到目前為止應(yīng)用最為廣泛，最為有效的一種PID參數(shù)調(diào)整方法。對于相位的補償十分重要，它決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，相位的補償即加入超前環(huán)節(jié)，在控制周期內(nèi)提前發(fā)出控制指令，從而補償控制對象的相位滯后，在程序當中補償量以p來表示。尚待解決的問題：對于逆變電源的設(shè)計達到預(yù)期的目的，但還存在一些需要解決的問題。同時介紹了電源其它電路，包括驅(qū)動電路、檢測電路，保護電路等由于其應(yīng)用的特殊性也就對其提出了更高的要求，為了滿足這種要求提高其性能，本文提出了新的設(shè)計方法和改進措施，主要包括逆變電路新穎設(shè)計、控制電路的數(shù)字化及控制方法的改進。幅值的補償即調(diào)整增益，相當于設(shè)定一個比例環(huán)節(jié)，比例環(huán)節(jié)弱的話，則穩(wěn)定裕度增大，同時收斂速度變慢且穩(wěn)態(tài)誤差有所上升， 需要多于一個周期才能消除誤差。如何確定控制器的參數(shù)，使整個系PKiD統(tǒng)具有滿意的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性，是系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。另一方面，當系統(tǒng)出現(xiàn)大的擾動作用，如系統(tǒng)載荷突變或直流電壓突變，跟蹤誤差突然變大，由于有一個參考周期的延時，重復(fù)控制器輸出不產(chǎn)生變化，但PID控制器卻感受到跟蹤誤差的突變并立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。因此，如何解決重復(fù)控制動態(tài)響應(yīng)速度慢的問題，是重復(fù)控制系統(tǒng)設(shè)計中的一個關(guān)鍵。 重復(fù)控制器的特點華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）27逆變器采用重復(fù)控制的目的是為了消除因整流橋負載引起的輸出電壓波形周期性的畸變。對于幅值補償，只要適當調(diào)整補償器的增益，就可以達到需要的補償量。（2）周期延遲環(huán)節(jié)z周期延時環(huán)節(jié)z使控制動作延時一個周期進行,即本周期檢測到的誤差信息在下一周期才開始影響控制量,這將使系統(tǒng)下一周期的控制作用具有一定的超前性。逆變電源重復(fù)控制要求輸出電壓誤差為零時，內(nèi)模仍能產(chǎn)生逐周期重復(fù)的控制作用，以消除重復(fù)性電流擾動的影響。因此，重復(fù)控制采用“重復(fù)信號發(fā)生器”作為內(nèi)模，其s域形式為： （54）LSesGm??1)(其中L為逆變器輸出基波周期。(3)采樣和計算延時使得被控系統(tǒng)成為一個具有純時間滯后的系統(tǒng)，造成了PID控制器穩(wěn)定域減少，增加了設(shè)計難度。PID控制器是一種線性控制器。但是，無差拍控制具有一個明顯的缺點：對系統(tǒng)參數(shù)變動反應(yīng)靈敏，即系統(tǒng)的魯棒性較差。連續(xù)時間控制策略是用模擬電路實現(xiàn)的，在實際應(yīng)用中模擬控制電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因為所使用的器件各自的特性差異致使各電源的參數(shù)和特性有所差異，電源的一致性不好。這種保護方式是可恢復(fù)性的,當輸出電壓的有效值低于基準時,系統(tǒng)重新工作。OUT??V采樣=(3/200) VOUT?從而基準電壓VREF=(V采樣/3) 1023即程序中給基準電壓值。LV28P需要177。在驅(qū)動信號開路時， 將保持低電平，如3 3R果 太小，會使器件開通時間變大，降低了開關(guān)頻率。圖410中選用的TLP250就是專門用來驅(qū)動小功率MOSFET的驅(qū)動器，開通、關(guān)斷的邊沿時闖也不過200～300ns，有較快的反應(yīng)時間和可靠性。由電源的額定輸出功率2KW，輸出電壓為115V，可得 ??PURL KHZfC410/? 由式(42)(43)可得L約為 ～ ，C約為 7～ 。根據(jù)濾波器的阻帶與通帶的位置，濾波器可分為：低通濾波器、高Cf通濾波器、帶通濾波器?？紤]到電流紋波以及反并聯(lián)二極管反向恢復(fù)尖峰電流，因此器件的電流等級可取為60A(2)輸出濾波器的選擇及參數(shù)設(shè)計輸出交流濾波器的作用是濾除逆變橋輸出SPWM波的諧波分量，表面看來好象LC濾波參數(shù)越大，系統(tǒng)輸出波形越好。門極可關(guān)斷晶閘管GTO開通和通態(tài)特性類似普通晶閘管，可以用一個負門極電流脈沖關(guān)斷陽極電流。它作為一種電壓控制多數(shù)載流子器件，柵極電路阻抗非常高，因此適用于多管并聯(lián)運行。（7）對于傳統(tǒng)的逆變電路由DC/DC、DC/AC 組成，正弦信號生成在最后一級完成。在某些要求輸出電壓高于輸入電壓的場合，就無法實現(xiàn)。全橋逆變部分由 4 個 MOSFET 開關(guān)管組成，通過低頻開關(guān)信號控制實現(xiàn)對輸入即單極性饅頭波周期倒向從而輸出 400HZ 的正弦波。(2)全橋變換電路，如圖46所示。 [12](二) B 部分(DC/DC)本部分完成從直流 360V 到直流 180V 的變換，采用變壓器隔離 DC/DC 變換，變壓器的作用是隔離及變壓，原邊的逆變橋由四個開關(guān)管組成，副邊由四個整流管組成，對于變橋同一橋臂開關(guān)管的控制采用互補控制，對角開關(guān)管同時導(dǎo)通和關(guān)斷，逆變橋輸出極性為正或負的方波信號，正負脈沖的寬度各為 50％，電路原理如圖 42 所示。因此三相橋電壓型逆變電路這6個開關(guān)管同時被驅(qū)動導(dǎo)通。 電壓型單相逆變器電壓和波形控制 上節(jié)中各單相逆變電路輸出電壓均為 寬的方波交流電壓。（2）依據(jù)輸出交流電壓的性質(zhì)，可分為恒頻恒壓正弦波逆變器和方波逆變器，變頻變壓逆變器，高頻脈波電壓（電流）逆變器。本章論述直流/交流電功率變換的基本原理，介紹方波運行模式下電壓型和電流型逆變器的特性，輸出電壓大小和波形的PWM控制基本原理，三相逆變器的空間矢量PWM控制，多電平逆變器、高壓大容量逆變器的復(fù)合結(jié)構(gòu)以及逆變器的基本應(yīng)用 [7]。本文中逆變電源采用的這種結(jié)構(gòu)，通過合理的控制算法能夠達到預(yù)期的目的。A）電路結(jié)構(gòu) 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）8B）控制系統(tǒng) 圖23單向直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器電路結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)如果將直流變換器用于無源逆變場合，其結(jié)果是空載、容性負載、感性負載甚至阻性輕載時輸出正弦電壓波形嚴重畸變，僅在阻性滿載時輸出波形較好，即負載適應(yīng)能力弱。對于BUCK型逆變器，有單極性和雙極性兩種調(diào)制方式。這是單極性spwm調(diào)制當中的倍頻調(diào)制方式。這也是正弦脈寬調(diào)制技術(shù)得到廣泛應(yīng)用的原因之一。(4)易于采用先進的控制方法和智能控制策略，使得逆變電源的智能化程度更高，性能更完美，輸出電能質(zhì)量好，可靠性高，便于實現(xiàn)智能控制。電路復(fù)雜，所占的體積較大；靈活性不夠，硬件電路設(shè)計好了，控制策略就無法改變；調(diào)試不方便，由于所采用器件特性的差異，致使電源一致性差，且模擬器件的工作點的漂移，導(dǎo)致系統(tǒng)參數(shù)的漂移。高頻化帶來的直接好處就是使電源裝置的小型化，并使電源產(chǎn)品進入到了更為廣闊的領(lǐng)域。采用逆變技術(shù)是為了獲得不同的穩(wěn)定或變化形式的電能，具有很多的優(yōu)點：靈活調(diào)節(jié)輸出電壓或電流的幅度和頻率，如交流電動機的調(diào)速。毋須懷疑，隨著計算機技術(shù)和各種新型功率器件的發(fā)展，逆變裝置也將向著體積更小、效率更高、性能指標更優(yōu)越的方向發(fā)展。關(guān)鍵詞：直流變換器。400HZ逆變電源的研究畢業(yè)論文目 錄摘要 .................................................................................................................II關(guān)鍵字 .............................................................................................................IIABSTRACT........................................................................................................IIIKEY WORDS......................................................................................................III前言 ..................................................................................................................11. 緒論 ..............................................................................................................3 數(shù)字化逆變電源的發(fā)展 ..................................3 數(shù)字化逆變電源的控制 .................................3 本文主要研究內(nèi)容 .....................................32. 直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變 ......................................................................5 SPWM 脈寬調(diào)制技術(shù) .....................................5 直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變 ..............................7 本章小結(jié) .............................................103. 直流/交流變換器（逆變器） ..................................................................11 逆變器的類型和性能指標 ..............................11 電壓型單相方波逆變電路工作原理 ......................11 電壓型單相逆變器電壓和波形控制 ......................11 三相逆變電路工作原理 ................................12 三相逆變器輸出電壓和波形的 SPWM 控制 .................12 三相逆變器電壓空間矢量 ..............................124. 系統(tǒng)綜述 ....................................................................................................13 技術(shù)指標 ............................................13 系統(tǒng)主電路 ..........................................21 驅(qū)動，測量，保護電路 ................................19 本章小結(jié) ............................................215. 改進型重復(fù)控制 ........................................................................................22 概述 ................................................22 數(shù)字 PID 控制技術(shù) ....................................22 重復(fù)控制技術(shù) ........................................23華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）II 改進型重復(fù)控制 ......................................26 改進型重復(fù)控制器參數(shù)設(shè)定 ............................27結(jié)束語 ............................................................................................................30參考文獻 ........................................................................................................31致謝 ..................................................