基于单片机的逆变电源设计(3)

发布时间:2021-06-11

力地推动逆变电源控制技术的发展。
1.4.1数字PI控制
数字PI控制以参数简单、易整定等特点得到了广泛应用。逆变器采用模拟数字PI控制时,如果只是输出电压的瞬时值反馈,其动态性能和非线性负载时的性能不会令人满意;如果是输出滤波电感或输出滤波电容的电流瞬时值引入反馈,其性能将得到较大改进,然而,庞大的模拟控制电路使控制系统的可靠性下降,调试复杂,不易于整定。数字信号处理芯片的出现使这个问题得以迅速解决,如今各种补偿措施及控制方式可以很方便地应用于逆变电源的数字PI控制中,控制器参数修改方便,调试简单。
但是,数字PI控制算法应用到逆变电源的控制中,不可避免地产生了一些局限性:一方面是系统的采样量化误差,降低了算法的分辨率,使得PI调节器的精度变差;另一方面,采样和计算延时使被控系统成为一个具有纯时间滞后的系统,造成PI控制器设计困难,稳定性减小,随着高速专用芯片及高速A/D的发展,数字PI控制技术在逆变电源的控制中会有进一步的应用。
1.4.2滑模变结构控制
滑模变结构控制(sliding mode variable structure control,SVSC)最显著的特点是对参数变化和外部扰动不敏感,即鲁棒性强,加上其固有的开关特性,因此非常适用于闭环反馈控制的电能变换器。
基于微处理器的离散滑模控制使逆变器输出波形有较好的暂态响应,但系统的稳态性能不是很理想。具有前馈控制的离散滑模控制系统[1],暂态性能和稳态精度得到提高,但如果系统过载时,滑模控制器的负担将变得非常重。自矫正离散滑模控制可以解决这个问题。
逆变器的控制器由参数自适应的线性前馈控制器和非线性滑模控制器组成,滑模控制器仅在负载导致输出电压变化时产生控制力,稳态的控制力主要由前馈控制器提供,滑模控制器的切换面(超平面)是根据优化准则进行设计的。
1.4.3无差拍控制
无差拍控制(deadbeat control)是一种基于电路方程的控制方式,其控制的基本思想是将输出正弦参考波等间隔地划分为若干个取样周期,根据电路在每一取样周期的起始值,用电路理论算出关于取样周期中心对称的方波脉冲作用时,负载输出在取样周期末尾时的值。这个输出值的大小,与方波脉冲的
极性与宽度有关,适当控制方波脉冲的极性与宽度,就能使负载上的输出在取样周期的末后与输出参考波形相重合[2]。不断调整每一取样周期内方波脉冲的极性与宽度,就能在负载上获得谐波失真小的输出。因此,即使在很低的开关频率下,无差拍控制也能够保证输出波形的质量,这是其它控制方法所不能做到的,但是,

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