三相三線逆變器數字控制系統(tǒng)研究.pdf

1、本文的主要內容是關于三相逆變電源的輸出電壓波形控制技術。輸出波形的性能指標主要包含穩(wěn)壓精度高、動態(tài)特性快以及波形質量好等特點。本文圍繞三相三線逆變器系統(tǒng)的模型和全數字控制，對三相逆變電源的輸出電壓波形控制技術展開研究。 論文主要進行了以下的工作： （1）建立和分析三相靜止abc坐標系和同步旋轉dq坐標系下的三相三線逆變器模型，深入分析dq坐標系下三相三線逆變器dq軸之間的耦合關系。在dq坐標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調制過程中諧波的特點和開關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，負載效應中不平衡的線性負載和平衡的非線性負載引起的dq坐標系下的諧波表現形式以及直流偏磁產生的機理和其諧波影響。在此基礎上得出，基于內模原理結合PI控制的控制系統(tǒng)設計是

3、解決逆變器輸出波形畸變的根本途徑。 （3）采用頻率響應實驗法得到較為精確的逆變器對象模型?；诖四Ｐ?，分別采用連續(xù)域設計法、間接離散設計法和直接離散設計法設計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計的PI控制器進行仿真。仿真證明，應用該設計方案后主電路參數變化對逆變器系統(tǒng)動、靜態(tài)性能影響很小，閉環(huán)系統(tǒng)的魯棒性較強。對重復控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、收斂性以及穩(wěn)態(tài)誤差進行了分析。闡述了本系統(tǒng)重復控制器的

4、設計思想和設計過程，并對幅值補償的三種方式進行了分析。 （4）對數字PI控制器和重復控制器并聯的復合系統(tǒng)進行了穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)誤差分析，指出：不能僅僅根據復合控制系統(tǒng)閉環(huán)特征根的數學表達形式得出重復控制的控制對象為經反饋通道PI控制后的閉環(huán)傳遞函數。并用MATLAB對三相三線逆變器進行了控制系統(tǒng)仿真，并在一臺50Hz的三相三線逆變器進行了樣機實驗。仿真和實驗結果驗證了，采用數字PI控制器和重復控制器并聯使用的復合控制系統(tǒng)能提供高質量