三相三線逆變器數(shù)字控制系統(tǒng)研究.pdf

1、本文的主要內(nèi)容是關(guān)于三相逆變電源的輸出電壓波形控制技術(shù)。輸出波形的性能指標(biāo)主要包含穩(wěn)壓精度高、動態(tài)特性快以及波形質(zhì)量好等特點。本文圍繞三相三線逆變器系統(tǒng)的模型和全數(shù)字控制，對三相逆變電源的輸出電壓波形控制技術(shù)展開研究。 論文主要進(jìn)行了以下的工作： （1）建立和分析三相靜止abc坐標(biāo)系和同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的三相三線逆變器模型，深入分析dq坐標(biāo)系下三相三線逆變器dq軸之間的耦合關(guān)系。在dq坐標(biāo)系下建立三相三線逆變器解耦系統(tǒng)

2、模型，分別比較解耦系統(tǒng)和耦合系統(tǒng)中dq軸相互耦合的情況，并通過MATLAB仿真驗證單環(huán)解耦方法的可行性和合理性。 （2）分析引起三相三線逆變器輸出波形畸變的原因。闡述了SVPWM調(diào)制過程中諧波的特點和開關(guān)矢量選擇的不同造成諧波影響的差異，三相SVPWM的死區(qū)效應(yīng)，負(fù)載效應(yīng)中不平衡的線性負(fù)載和平衡的非線性負(fù)載引起的dq坐標(biāo)系下的諧波表現(xiàn)形式以及直流偏磁產(chǎn)生的機(jī)理和其諧波影響。在此基礎(chǔ)上得出，基于內(nèi)模原理結(jié)合PI控制的控制系統(tǒng)設(shè)計是

3、解決逆變器輸出波形畸變的根本途徑。 （3）采用頻率響應(yīng)實驗法得到較為精確的逆變器對象模型?；诖四Ｐ停謩e采用連續(xù)域設(shè)計法、間接離散設(shè)計法和直接離散設(shè)計法設(shè)計PI控制器，分析三者的特性差異，以及造成這種差異的原因。并對采用直接離散法設(shè)計的PI控制器進(jìn)行仿真。仿真證明，應(yīng)用該設(shè)計方案后主電路參數(shù)變化對逆變器系統(tǒng)動、靜態(tài)性能影響很小，閉環(huán)系統(tǒng)的魯棒性較強(qiáng)。對重復(fù)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、收斂性以及穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)行了分析。闡述了本系統(tǒng)重復(fù)控制器的

4、設(shè)計思想和設(shè)計過程，并對幅值補(bǔ)償?shù)娜N方式進(jìn)行了分析。 （4）對數(shù)字PI控制器和重復(fù)控制器并聯(lián)的復(fù)合系統(tǒng)進(jìn)行了穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)誤差分析，指出：不能僅僅根據(jù)復(fù)合控制系統(tǒng)閉環(huán)特征根的數(shù)學(xué)表達(dá)形式得出重復(fù)控制的控制對象為經(jīng)反饋通道PI控制后的閉環(huán)傳遞函數(shù)。并用MATLAB對三相三線逆變器進(jìn)行了控制系統(tǒng)仿真，并在一臺50Hz的三相三線逆變器進(jìn)行了樣機(jī)實驗。仿真和實驗結(jié)果驗證了，采用數(shù)字PI控制器和重復(fù)控制器并聯(lián)使用的復(fù)合控制系統(tǒng)能提供高質(zhì)量