基于DSP重復控制技術在逆變電源系統(tǒng)中的應用
根據(jù)內模原理,重復控制設計的基礎是受控系統(tǒng)穩(wěn)定,然后加入重復內模,以獲得周期性輸入或干擾的無靜差特性。設計重復控制系統(tǒng)需要知道受控系統(tǒng)的精確模型,這樣才能設計出滿足穩(wěn)定域關系的補償器。加入重復控制器后的系統(tǒng)如圖5所示。
圖5中T是基波周期;S(s)為需要設計的補償器;Gp(s)為受控系統(tǒng)的平均模型,即式(3)。
為簡化分析,忽略濾波電感等效串聯(lián)電阻rL和濾波電容等效串聯(lián)電阻rc,將Kvf,Utr、Ud恒定增益環(huán)節(jié)視為單位增益,可以得到簡化為單位反饋的逆變器平均模型,即
由圖3可以獲得重復控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為
由于純延時環(huán)節(jié)e-Ts的存在,模擬上難于實現(xiàn),需要將其離散化,從而采用離散系統(tǒng)的分析方式。其中e-Ts=z-N,N為一個基波內的采樣次數(shù)。Q是用于改善重復控制器內模臨界穩(wěn)定特性的,可以是一個略小于l的參數(shù)或低通濾波器,常數(shù)型Q和函數(shù)型的對比,函數(shù)型在低頻段具有更高的增益,穩(wěn)態(tài)特性將更加理想,不過也能看出它會引入相移,因此,需要再針對它設計相位補償,設計不好,系統(tǒng)有可能不穩(wěn)定,反而達不到預期的穩(wěn)定性補償效果,因此,在通常的設計中,常選擇常數(shù)性Q=0.95作簡化設計。
3 實驗結果
基于前面的理論分析,設計了一臺基于DSPTMS320LF2407A控制的單相1kW逆變器,控制算法均由DSP編程實現(xiàn),逆變器由單相全橋電路構成,開關管工作頻率為20kHz,并通過LC濾波器輸出交流電壓。逆變器控制系統(tǒng)根據(jù)前述的瞬時控制結構結合重復控制策略進行設計。
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