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逆變電路閉環(huán)控制

逆變器的控制方法有：PID控制、滯環(huán)控制、無差拍控制、重復(fù)控制、比例諧振控制、智能控制。各種控制方式都有自身的優(yōu)缺點(diǎn)。

傳統(tǒng)PID控制器無法實(shí)現(xiàn)對(duì)正弦量的無靜差調(diào)節(jié)，比例諧振控制器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)正弦量的無靜差調(diào)節(jié)，本篇采用基于電流前饋雙閉環(huán)PI控制器實(shí)現(xiàn)逆變電路的閉環(huán)控制，如果有時(shí)間后面會(huì)分享負(fù)載電流前饋電感電流內(nèi)環(huán)PI電壓外環(huán)PR控制器或電流前饋雙準(zhǔn)PR諧振控制的逆變電路，如果有興趣可以自己研究。

單相逆變器簡化模型如圖1所示。

圖1 逆變器簡化模型

傳遞函數(shù)如下

逆變器LC濾波器結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 逆變器LC濾波器結(jié)構(gòu)

電流前饋雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 電流前饋雙閉環(huán)PI控制

電感電流內(nèi)環(huán)PI控制器

閉環(huán)傳遞函數(shù)

bode圖如圖4所示

圖4 電流環(huán)PI閉環(huán)控制bode圖

電流內(nèi)環(huán)PR控制器

閉環(huán)傳遞函數(shù)

bode圖如圖5所示

圖5 電流環(huán)PI閉環(huán)控制bode圖

詳細(xì)過程不在贅述。

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基于電流前饋雙閉環(huán)PI控制模型

后級(jí)H橋驅(qū)動(dòng)載波頻率為30kHz，各MOS管的驅(qū)動(dòng)時(shí)序如下圖6所示。

圖6 單極性等效雙極性

電流前饋雙閉環(huán)PI控制器建模如圖7所示。

圖7 電流前饋雙閉環(huán)PI控制器

圖8 各節(jié)點(diǎn)電壓波形

PI參數(shù)沒有還需繼續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，由于該版本是實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑢?shí)際PI參數(shù)需要結(jié)合實(shí)際調(diào)試結(jié)果分析確定。這里不再進(jìn)一步修改，讀者可以自行設(shè)計(jì)其他方式控制模型。

功率電路各節(jié)點(diǎn)電壓電流波形如圖9所示。

圖9 功率電路各節(jié)點(diǎn)波形

到此逆變電路仿真模型搭建全部完結(jié)。感謝各位讀者支持。

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結(jié)論

仿真結(jié)論：

上述基于電流前饋雙閉環(huán)PI控制器控制方法簡便，如有興趣可以探索準(zhǔn)諧振PR控制實(shí)現(xiàn)逆變器正弦波無靜差調(diào)節(jié)。