逆變電源數(shù)字控制技術(shù)的應(yīng)用

3.3無(wú)差拍控制　　無(wú)差拍控制（deadbeat control）是一種基于電路方程的控制方式，其控制的基本思想是將輸出正弦參考波等間隔地劃分為若干個(gè)取樣周期，根據(jù)電路在每一取樣周期的起始值，用電路理論算出關(guān)于取樣周期中心對(duì)稱的方波脈沖作用時(shí)，負(fù)載輸出在取樣周期末尾時(shí)的值。這個(gè)輸出值的大小，與方波脈沖的極性與寬度有關(guān)，適當(dāng)控制方波脈沖的極性與寬度，就能使負(fù)載上的輸出在取樣周期的末后與輸出參考波形相重合。不斷調(diào)整每一取樣周期內(nèi)方波脈沖的極性與寬度，就能在負(fù)載上獲得諧波失真小的輸出。因此，即使在很低的開(kāi)關(guān)頻率下，無(wú)差拍控制也能夠保證輸出波形的質(zhì)量，這是其它控制方法所不能做到的,但是，其也有局限性：由于采樣和計(jì)算時(shí)間的延遲，輸出脈沖的占空比受到很大限制；對(duì)于系統(tǒng)參數(shù)的變化反應(yīng)靈敏，如電源電壓波動(dòng)、負(fù)載變動(dòng)，系統(tǒng)的魯棒性差。

對(duì)于采樣和計(jì)算延時(shí)的影響，一種方法是通過(guò)修改輸出脈沖方式的方法來(lái)減小計(jì)算延時(shí)造成的占空比局限；另一種方法是通過(guò)狀態(tài)觀測(cè)器對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)提前進(jìn)行預(yù)測(cè)，用觀測(cè)值替代實(shí)際值進(jìn)行控制，從而避免采樣和計(jì)算延時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響。為了提高系統(tǒng)的魯棒性，一種方法是采用負(fù)載電流預(yù)測(cè)方法來(lái)減小負(fù)載變動(dòng)對(duì)電源輸出的影響，但實(shí)際改善的程度有限；另一種可行的方法是對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行在線辨識(shí)，從而實(shí)時(shí)確定控制器參數(shù)，以達(dá)到良好的控制效果。

但是，在線系統(tǒng)辨識(shí)的計(jì)算復(fù)雜度和存儲(chǔ)量都非常大，一般的微處理器很難在很短的時(shí)間內(nèi)完成，因此實(shí)現(xiàn)的可能性不大，所以還沒(méi)有一種比較好的方法來(lái)解決無(wú)差拍控制魯棒性差的問(wèn)題。正是由于無(wú)差拍控制在電源控制中的不足及局限性到目前還難以解決，使得無(wú)差拍控制在工業(yè)界的應(yīng)用還有待不斷的深入研究。

3.4重復(fù)控制　　

逆變器采用重復(fù)控制（repetitive control）是為了克服整流型非線性負(fù)載引起的輸出波形周期性的畸變，它通常與其他PWM控制方式相結(jié)合。重復(fù)控制的思想是假定前一周期出現(xiàn)的基波波形將在下一基波周期的同一時(shí)間重復(fù)出現(xiàn)，控制器根據(jù)給定信號(hào)和反饋信號(hào)的誤差來(lái)確定所需的校正信號(hào)，然后在下一個(gè)基波周期的同一時(shí)間將此信號(hào)疊加到原控制信號(hào)上，以消除后面各周期中將出現(xiàn)的重復(fù)畸變?！　?p>重復(fù)控制系統(tǒng)如圖3(a),(b)所示[3-4]。圖3中Ur為給定電壓信號(hào)；Ud為電壓擾動(dòng)信號(hào)；P（z）為控制對(duì)象；Uo為電壓的實(shí)際輸出量。周期延遲環(huán)節(jié)點(diǎn)量（Z－N）對(duì)控制器進(jìn)行超前相位補(bǔ)償，補(bǔ)償器的補(bǔ)償電容量C（z）提供相位補(bǔ)償和幅值補(bǔ)償，以保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并改善輸出波形?！　?p>重復(fù)控制使系統(tǒng)獲得了很好的靜態(tài)性能，且易于實(shí)現(xiàn)，但該技術(shù)卻不能夠獲得好的動(dòng)態(tài)性能。自適應(yīng)重復(fù)控制方案成功地應(yīng)用于逆變器的控制中。