一种用于逆变电源的新型重复控制器设计

基于极点配置的逆变电源重复控制器设计

基于极点配置的逆变电源重复控制器设计为改善逆变器动态特性和稳态性能，文章设计了极点配置和重复控制串联的控制器方案。

控制系统引入状态反馈和极点配置，采用重复控制器进行电压修正和补偿。

实验证明该设计提高了逆变器动态性能且能够获得更高精度的稳态输出波形。

标签：逆变器；重复控制；极点配置引言由于逆变器状态变量变化快且动态特性差，寻找一种既能保证稳态精度和快速实现的瞬时控制方案比较困难[1]。

将瞬时值控制结合重复控制，瞬时值控制主要用于改善逆变器动态特性；重复控制则专门用于获得稳态输出。

二者的结合和补充大大简化了控制器设计，且全面提升了系统的动静态性能。

1 逆变器重复控制策略重复控制系统示意图如图1所示，其中y为逆变器电压输出，r为参考正弦输入，d为等效的周期性干扰信号，e为误差信号，z-N为周期延迟环节，N为采样次数，P（z）为控制对象，C（z）为补偿器，其中阴影表示重复信号发生器的内模[2]。

图1 重复控制系统的示意图控制对象是单相半桥逆变器。

由于输出基波频率和滤波器的截至频率远小于逆变器的开关频率，故逆变器的动态特性基本取决于输出滤波器[3]。

实验装置单相半桥逆变电源构成如下：直流输入电压250V；滤波电容20uF；滤波电感1.1mH；采样频率10KHz；开关频率10KHz；死区时间2微秒；交流电压输出峰值100V，输出电压基波频率为50Hz。

连续域逆变器传递函数为[4]：在10kHz采样频率下将（1）用零阶保持器法离散因此可知一个周期采样的次数N=200，Q（z）取0.95，故周期延迟环节z-N=z-200。

2 重复控制与极点配置相结合控制逆变电源动态特性较差，是由于逆变器自身的阻尼较弱，即其两个极点太接近s域的虚轴或z域的单位圆[5]。

而为增加逆变器的阻尼可以引入状态反馈，进行极点配置。

仅通过状态反馈极点配置达到较高的稳态指标相对困难，增加重复控制可以解决此问题[6]。

首先配置状态反馈极点来改造逆变器的极点，改善其在指令跟踪和负载突变时的动态响应特性[7]；之后重复控制器采样计算极点配置控制系统的电压偏差值，据此渐次调整后者的电压信号提高基波幅值的输出精度和补偿波形畸变[8]。

并网逆变器系统中的重复控制技术及其应用研究

并网逆变器系统中的重复控制技术及其应用研究一、概述随着可再生能源的快速发展，特别是太阳能和风能的大规模应用，并网逆变器在电力系统中的作用日益凸显。

并网逆变器不仅需要将分布式电源产生的电能转化为与电网同频同相的交流电，还需保证电能的质量和稳定性。

由于分布式电源通常接入电网的末端，电网中的谐波、电压波动和不平衡等问题会对并网逆变器的运行产生影响。

研究并网逆变器系统中的控制技术，特别是针对电网扰动和电能质量问题的控制技术，具有重要的现实意义和应用价值。

重复控制技术作为一种有效的电力电子控制方法，在并网逆变器系统中得到了广泛的应用。

该技术基于内模原理，通过构建一个与扰动信号频谱相同的内部模型，实现对特定频率谐波的精确跟踪和抑制。

本文将对并网逆变器系统中的重复控制技术进行深入研究，分析其基本原理、实现方法以及在实际应用中的挑战和解决方案。

本文首先介绍并网逆变器系统的基本结构和功能，然后重点阐述重复控制技术在并网逆变器中的应用原理和实现方法。

在此基础上，分析重复控制技术在提高并网逆变器电能质量和稳定性方面的优势，并探讨其在面对电网扰动和复杂运行环境时的挑战和应对策略。

通过实际案例和仿真实验验证重复控制技术在并网逆变器系统中的有效性，为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。

1. 并网逆变器系统的概述并网逆变器系统是电力系统中关键的一环，特别是在分布式发电领域，其扮演着将可再生能源（如太阳能、风能等）转化为电能并注入公共电网的重要角色。

并网逆变器系统的核心功能是将直流电能转换为与电网同步的交流电能，从而实现对电网的高效、安全供电。

并网逆变器系统的工作原理主要包括直流交流（DCAC）转换、电压和频率控制以及并网控制等步骤。

通过电力电子器件（如绝缘栅双极晶体管IGBT）对输入的直流电进行开关控制，实现DCAC转换。

接着，通过先进的控制算法对输出电压的频率、幅度和相位进行调整，以确保与电网电压同频同相。

通过专门的并网控制策略，确保输出的交流电顺利并入电网，同时保持系统稳定运行。

SPWM逆变电源数字重复控制的改进方案

统有较快的响应速度．实验结果表明该控制方案能获得良好的动、稳态性能．
关键词：逆变电源；重复控制；数字控制中图分类号：ＴＭ４６４文献标志码：Ａ文章编号：１００６— ４７２９（２０１３）０３— ０２１７— ０４
ｓｙｓｔｅｍ’ Ｓｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｓｅｓｐｅｅｄ．Ｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｅｈａｔｔｈｅｔｐｒｏｐｏｓｅｄｓｃｈｅｍｅｃａｎａｃｈｉｅｖｅｇｏｏｄｄｙｎａｍｉｃａｎｄｓｔｅａｄｙ — ｓｔａｔｅｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅ．
（１．ＳｃｈｏｏｌｆｏＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９０，Ｃｈｉｎａ；
第２９卷第３期２０１３年６月
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电力学院
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Ｖｏ１．２９．ＮＯ．３Ｊｕｎ．２０１３
ＪｏｕｎａｒｌｏｆＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ
ｐｅｉｏｒｄｉｃｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅａｎｄｔｈｕｓｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔｅａｄｙ— ｓｔａｔｅｐｅｒｆｏｍａｒｎｃｅ．Ｃｏｎｒａｔｒｉｌｙ，ｔｈｅｄｅａｄｂｅａｔｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｃａｎｆｅｅｌｍｕｔａｔｉｏｎｏｆｉｎｐｕｔｅｒｒｏｒａｎｄｐｒｏｄｕｃｅａｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｏｎｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅ

单相SPWM逆变电源的一种新型控制策略研究

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驱动控制电路
ＺＨＥＮＧｈｏｈｎＺａ－ｏｇ，ＳＵＮａＱｉｎ，ＺＨＡＮＧｉｒｎＤａ—ｕ
（ｉｈａｎｖｒｉｙＣｈｎｄ１０５Ｃｈｎ）ＳＣｕｎＵｉｅｓｔ，ｅｇｕ６０６，ｉａＡｂｔａｔｎｔｉａｅ，ａｎｖｌｏｔｏｔａｅｙｓｒｃ：Ｉｈｓｐｐｒｏｅｎｒｌｓｒｔｇ，ｗｈｃｓｔｅｒｐｔｔｅｃｎｒｌｓｐｅｅｔｄｆｒａｓｎｌ－ｈｓＰｃｉｉｈｅｅｉｉｏｔｏ，ｉｒｓｎｅｏｉｇｅｐａｅＳ — ｈｖ
频（ＶＣ）ＣＦ逆变电源。ＳＷＭ技术可以大大提高逆变Ｐ器输出电压波形的质量，并且，由于该技术易于实现和实现成本低，ＰＳＷＭ技术已被广泛应用于逆变电源。但是，ＰＭ技术最大的缺点是，ＳＷ由于非线性负载、开
ＷＭｎｅｔｒｎｓｄｔｉｄｙｒｓａｃｄｉｖｒｅ，ａｄｉｅａｌｌｅｅｒｈｅ．Ａｔｔｅｓｍｅｔ，ｔｅｓｍｕａｉｎｉｔａ／ｉｌｋｉｇｖｎｅｈａｉｍｅｈｉｌｔｎＭａｌｂＳｍｕｉｓｉｅ．Ａｏｕｔａｄｏｎｒｂｓｎ１系统数学模型
本文所设计的系统主要由三相全桥整流滤波电路、相全桥逆变电路和驱动控制电路三部分构成，单图１为系统硬件设计框图。

一种改进的400Hz逆变器重复控制策略

较快，且简单实用的特点。
关键词：变器；有源阻尼：重复控制逆中图分类号：Ｍ４４Ｔ６文献标识码：Ａ文章编号：００１０２１）７０１— ２１０ — ０Ｘ（０２０ — ０２０
ＡｎＩｐｏｄＲｅｔｔｖｎｔｏｒｔｇｏ０ＨｚＩｖｒｅｍｒｖｅｐｅｉｉｅＣｏｒｌＳｔａｅｙｆｒ４０ｎｅｔｒＢａｅｏｔｖｍｐｉｇｓｄｎＡｃｉｅＤａｎ
ＢｓｄｏｃｉｅｄｍｐｎｔｉｍｅｏａｓｔｅｏｃｌｔｎｎｔｅＯｔｕＣｆｔｒｏｎｅｔｒｕｄｒｕｌａｒｌｈａｅｎａｔａｉｇ，ｈｓｖｔｄｄｍｐｈｓｉａｉｓｏｈＨｐｔＬｌｆｉｖｒｅｎｅｎｏｄｏｉｔｈｏｉｅｇ
虚拟出并联于电容上的电阻．现增大系统阻尼实
的目的，良受控对象。而简化重复控制补偿改从器设计，即仅需一个带宽足够大的二阶滤波器，
而无需传统的陷波滤波器或设计过程复杂的ＦＲＩ
一
种改进的４０Ｈ逆变器重复控制策略０ｚ
可采用有源阻尼控制算法虚拟滤波电容并联电阻Ｒ［，体实现即在重复控制外环基础上引］具４入电容电压的微分反馈，由图２可见，种算法亦这能如无源阻尼方法一样。强系统阻尼。制逆变增抑

一种新颖的用于单相逆变器的重复控制器

一种新颖的用于单相逆变器的重复控制器
巩冰;段晓丽;孟繁荣
【期刊名称】《应用科技》
【年(卷),期】2010(037)007
【摘要】单相逆变器越来越被广泛应用于不间断供电装置和其他工业设备中.为了让单相逆变器能够输出高质量及最低谐波总含量的正弦波电压,提出了一种新颖的数字重复控制算法.在这种方法中,重复控制器嵌套于状态反馈控制中,其中重复控制器能够消除周期性的扰动,跟踪周期或直流参考信号,实现无差跟踪.这里系统地阐述了该控制器的设计方法,并分析了采用该控制器的系统的稳定性.基于设计结果搭建仿真模型,仿真结果验证了该方法的有效性.
【总页数】5页(P25-29)
【作者】巩冰;段晓丽;孟繁荣
【作者单位】哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江,哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】U666.12
【相关文献】
1.一种新颖的含有谐振控制器的CVCF逆变器多环反馈控制方法 [J], 黄沁;李耀华
2.一种新颖的软开关单相逆变器 [J], 梁星;李睿;蔡旭
3.一种新颖的单相PWM整流器控制器 [J], 张军利;胡皓
4.一种改进的单相逆变器重复控制方案 [J], 杨豪;赵军红;张瑞祥;刘岳滨
5.单相逆变器死区谐波抑制的重复控制器设计 [J], 董磊
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一种用于逆变电源的新型重复控制器设计

维普资讯
第４２卷第２期
２００８年２月
电力电子技术
ＰｗｒＥｅｔｏｉｓｏｅｌｃｒｎｃ
Ｖｏ．２，Ｎ．１４ｏ２
Ｆｂｕｒ２０ｅｒａｙ，０８
一
种用于逆变电源的新型重复控制器设计
ａｄｏｉｉｌｓｎｌｔｅｒｎｏｌｔｅｎｃｓａｙｃｎｒｌｒｐｒｍｅｅｓａｈｅｅｎｏｄｐｒｒｎｅｒｐｔｉｅｉｆｄｇｔｉａｈｏｙａｄｔｏ。ｅｅｓｒｏｔｌａａｔｒｗａｃｉｖｄａｄａｇｏｅｏｍａｃｅｅｉｖａｇｈｏｅｆｔ
ＨＵｎ —ｉＸｉｇｌｕ・
（ｈｉｎｖｒｔｃｎｌｙＭａ鲫Ｓａ４０２ｈｎ）ＡｎｕＵｉｓｙｏＴｈｏｇ， ’ ｈｈ２３０，Ｃｉｅｉｆｅｏａ
Ａｂｔｃ：ｅｐｔｉｏｔｌｅｉｅｏｓｒｓｎｅｏｅｔｅｓｏｔｍｎｆｈｏｌａｄｄｓｎａｄｔｅｓｒｔＡｎｗｒｅｉｖｃｎｏｄｓｎｍｔｄｉｐｅｅｔｔｓｌｒｏｉｇｏｅｃｍｐｉｔｅｉｎａｅｔｅｒｇｈｄｏｖｈｈｃｔｃｅｇｈ
ｄｆｃｌｅｔｂｉｈｎｆａａｔｒｈｒｄｔｎｌｏｅｓｔｒｗｓｒｐａｅｙａｚｒｈｓｈｆｌｗｐｓｆｔｒｗｉｉｕｔｓａｌｍｅｔｏｒｍｅｅ．ｅｔａｉｏａｃｍｐｎａｏａｅｌｃｄｂｅｏｐａｅｓｉａｌ，ｔｉｆｓｐＴｉｔｏｓｉｅｈ

单相逆变电源复合重复控制器设计研究

单相逆变电源复合重复控制器设计研究摘要：将重复控制与模糊控制应用于单相逆变电源，构成了一种低成本、高性能的复合控制系统。

重复控制器是改善非线性负载下输出电压波形的一种有效手段，模糊控制则可以加快系统响应速度。

本文分析了复合控制系统的结构、重要参数的设计并用MATLAB/Simulink对系统模型进行仿真，结果表明该系统获得了良好的稳态和动态性能。

关键词：逆变器重复控制模糊控制复合控制引言目前，逆变电源在各行各业得到了广泛应用，如何抑制逆变器谐波、提高电压品质成为当前研究的一个热点问题。

在非线性负载时，用传统PID控制器不能达到理想的控制效果，输出电压波形畸变严重，因此，一些新型的控制方式被应用于逆变电源，如多环反馈控制、无差拍控制、重复控制、滑模变结构控制、模糊控制等都取得了良好的控制效果。

但每一种控制策略都有其特长，也存在一些问题，因此可将这些控制方案有选择地组合在一起，构成复合控制，使它们取长补短，发挥各自的优势。

复合控制是当前逆变器控制策略的一个发展方向。

一、逆变器数学模型如图（1）为逆变器主回路，其后带有LC滤波器。

设滤波电感值为L，滤波电容为C，RL和RC分别为滤波电感、电容的等效串联电阻，E为母线电压，Ui为滤波电路的输入电压，Uo为滤波电路的输出电压，当负载为电阻性负载R时，Ui对Uo的传递函数为：在上式中，令R→∞，得逆变器空载时的传递函数为：图（1）带LC滤波器的单相逆变器主回路二、重复控制器设计1.重复控制器原理重复控制基本思想源于控制理论中的内模原理，是把作用于系统外部信号的动力学模型植入控制器以构成高精度反馈控制系统的一种设计原理，它能够消除所有包括在稳定闭环内的周期性误差。

其思想是假定前一周期出现的基波波形畸变将在下一基波周期的同一时间重复出现，控制器根据给定信号和反馈信号的误差来确定所需的校正信号，然后在下一个基波周期的同一时间将此信号叠加到原控制信号上，以消除后面各周期中的重复性畸变。

针对基于双环控制和重复控制的逆变器设计研究

针对基于双环控制和重复控制的逆变器设计研究
摘要：研究了一种基于双环控制和重复控制的逆变器控制技术，该方案在电流环和瞬时电压环之外附加了一个重复控制环。

在实现输出电压解耦和扰动电流补偿后，根据无差拍原理设计的双环控制器使逆变器达到了很快的动态响应速度;位于外层的重复控制器则提高了稳态精度。

该方案在一台基于DSPTMS320F240控制系统的PWM逆变器上得到验证。

引言
随着闭环调节PWM逆变器在中小功率场合中的大量使用，对其输出电压波形的要求也越来越高。

高质量的输出波形不仅要求稳态精度高而且要求动态响应快。

传统的单闭环系统无法充分利用系统的状态信息，因此，将输出反馈改为状态反馈，在状态空间上通过合理选择反馈增益矩阵来改变逆变器一对太接近s域虚轴的极点，增加其阻尼，能达到较好的动态效果。

单闭环在抵抗负载扰动方面与直流电机类似，只有当负载扰动的影响最终在输出端表现出来以后，才能出现相应的误差信号激励调节器，增设一个电流环限制启动电流和构成电流随动系统也可以大大加快抵御扰动的动态过程。

瞬时值反馈采取提高系统动态响应的方法消除跟踪误差，但静态特性不佳，而基于周期的控制是通过对误差的周期性补偿，实现稳态无静差的效果，它主要分为重复控制和谐波反馈控制。

本文提出了一种基于双环控制和重复控制的逆变器控制方案，兼顾逆变器动静态效应，另外使用状态观测器提高数字控制系统性能。

逆变器数学模型
单相半桥逆变器如图1所示，L是输出滤波电感，C是输出滤波电容，负。

基于重复控制的逆变器复合控制技术研究的开题报告

基于重复控制的逆变器复合控制技术研究的开题报告一、选题背景随着新能源逆变器技术的不断发展，逆变器控制技术也逐渐变得复杂，如何提高逆变器控制的稳定性、精度和效率成为研究的重点。

重复控制技术由于其较强的抗干扰能力、较好的跟踪精度和稳定性，被广泛应用于伺服系统、直流稳压器等领域。

因此，研究如何将重复控制技术应用于逆变器控制，提高逆变器控制的性能和稳定性，对于实现新能源逆变器控制的自动化和智能化具有重要意义。

二、研究目的本研究旨在探讨基于重复控制技术的逆变器复合控制方法，并对其在新能源逆变器控制中的应用进行研究。

研究通过建立逆变器的数学模型，设计基于重复控制的逆变器控制算法，分析其性能和稳定性，并在实验中验证其可行性和有效性。

三、研究内容1、建立新能源逆变器的数学模型。

2、设计基于重复控制的逆变器控制算法。

3、分析控制算法的性能和稳定性。

4、进行实验验证，并与传统控制方法进行比较。

四、研究意义1、为新能源逆变器控制提供了新的思路和方法。

2、提高逆变器控制的稳定性、精度和效率，降低逆变器在运行过程中的能量损失。

3、促进新能源技术的发展和应用，提高能源利用效率。

五、研究方法1、文献资料查阅法，对国内外相关研究文献进行综述和分析。

2、理论推导法，建立基于重复控制的逆变器模型，并设计相应的控制算法。

3、仿真模拟法，通过MATLAB等软件进行逆变器控制算法仿真分析。

4、实验方法，利用实验平台进行逆变器控制实验，验证所设计的控制算法的性能和稳定性。

六、研究进度安排第一年：完成文献综述和分析，建立新能源逆变器的数学模型。

第二年：设计并优化基于重复控制的逆变器控制算法，并进行仿真分析。

第三年：利用实验平台进行逆变器控制实验，验证所设计的控制算法的性能和稳定性。

第四年：对实验结果进行分析，总结研究成果，撰写论文并进行答辩。