基于新型諧振控制器的輔助逆變器控制器設計方法(編輯修改稿)
2025-07-07 22:34 本頁面
【文章內容簡介】 時的不同階次 PA DE 近似電流閉環(huán) Bode 圖對比， 圖 4( a)為一階 PA DE近似，即文中采用的方法，圖 4 ( b)為高階 PA DE 近似，用來模擬真實的延時環(huán)節(jié) .從圖 4( b)中可以看到，電流環(huán)帶寬較高，達到 1 kHz 以上，有 非常好的動態(tài)響應 。 . 微電子概論結課論文 5/11 1. 2 電壓閉環(huán)設計 根據(jù)圖 2 得到逆變器的完整模型為 式 fs)一式 (7)表明逆變器本質為一個電壓源， G(s}為控制函數(shù)， Z(s)為寄生內阻，而這兩個函數(shù)均和電壓、電流控制器參數(shù)相關 .利用諧振控制器在諧振頻率處無窮大增益的特點，包含諧振控制器的電壓環(huán)，能有效減少基 波頻率和諧波頻率處的逆變器內阻，達到抑制不平衡負載和非線性負載影響的目的 . 采用各次諧振控制器代入圖 2中的‘ v(s，可得本文所采用的控制系統(tǒng)，見圖 ‘ vhl(s},召 vR5 (習和 GvR9(9)分別代表基波、 5次和 7 次諧振控制器 .采用基波諧振控制器可實現(xiàn)電壓跟隨，并抑制不平衡負載的影響，’而諧波次諧振控制器則能消除對應次諧波，達到抑制非線性負載影響的目的 本文采用的新型諧振控制器相比傳統(tǒng)諧振控制器有更為清晰簡潔的物理意義和推導方法，具有比傳統(tǒng)諧振控制器更小的相角滯后，更高的系統(tǒng)增益 和更強的直流偏置抑制能力，并且參數(shù)配置更為方便 .其計算公式如下 . 因為基波諧振控制器決定了系統(tǒng)的帶寬和穩(wěn)定性，因此首先設計基波諧振控制器 .叭的作用在于為諧振頻率處的增益提供一定的阻尼效應，在基波頻率處叭可以取 o. 微電子概論結課論文 6/11 將式 8 g}代入式 5 }}即可畫出式 (5)隨 Kt,}l(下標 1代表基波 )變化的根軌跡圖，通過觀察根軌跡圖變化的規(guī)律，可以得到穩(wěn)定范圍內最大的 K 1,r1 以及最佳的 K t,} l隨 K 。 的變化曲線，如圖 6 所示 .從圖中可以發(fā)現(xiàn)，隨著 K irl的增大，最大允許的 K t,} l基本穩(wěn)定 ，也就是說系統(tǒng)穩(wěn)定性受 K irl的影響不大 .但是最佳的 K t,} l卻隨著 K irl的增加而增加，一旦增大至最大 K t,} l，此時的 K 。 取值即為 K irl的最大范圍 . 為了使電壓環(huán)既有較好的動態(tài)性能又有較高的穩(wěn)定性，本文選取 K 。,.1= 90，對應的= 7 即為 K 。,.1= 90, }},= 0 時的部分根軌跡圖，很顯然， 當 = 時，電壓環(huán)有最佳動態(tài)性能而對 5 次、 7 次等諧波次諧振控制器，應根據(jù)微電子概論結課論文 7/11 非線性負載的實際情況有針對性的調整參數(shù) . 圖 8 給出了式 ( 6)和式 (7)中的 Bod。圖，圖 8( a)即為式 (6)中‘ ( 9)的 BOde，從圖上可以看出，經(jīng)過設計之后的諧振控制器參數(shù)能提供非常寬的帶寬，且不影響穩(wěn)定性 .圖 8( b)為式(中 Z(習的 Bode 圖，從圖中可以看出在基波和諧波頻率處，寄生內阻迅速減小，有效抑制了不平衡和非線性負載的影響 . 2 仿真及實驗結果分析 為了能準確仿真實際的模擬系統(tǒng)與數(shù)字系統(tǒng)之間的關系，本文構建了基于導 Function的虛擬 DSP 系統(tǒng)仿真模型，如圖 9 所示 .所謂虛擬 DSP 系統(tǒng)是指在導 Function 中構建出一個準確反映 DSP 運行時序的仿真系統(tǒng)，其中包含中斷、采樣，離散控制和 PWM 發(fā)生等環(huán)節(jié)，這樣就引入了離散藕合和數(shù)字 延時，達到準確仿真的目的。 微電子概論結課論文 8/11 采用虛擬 DSP 仿真系統(tǒng)，進行了逆變器復雜負載的仿真 .圖 10 即為同時帶不平衡負載和非線性負載
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