SPWM波控制單相逆變器雙閉環(huán)PID調(diào)節(jié)器的Simulink建模與仿真

如圖9所示，在最開始進(jìn)入調(diào)節(jié)器時(shí)，輸出電壓與實(shí)際要求的電壓差值很大，但在閉環(huán)中，經(jīng)過PID的多次調(diào)節(jié)之后，可以很清楚的看到最后兩者之間的差值穩(wěn)定趨近于0.從開始到最后趨近于0的整個(gè)動(dòng)態(tài)過程反應(yīng)了PID調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)快慢，穩(wěn)定等參數(shù)，從上圖可以清楚的看出此調(diào)節(jié)器的魯棒性強(qiáng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。

4將建模思想移植到實(shí)際電路中

建模的目的主要是為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)的方案是否可行，如果可行，便可以設(shè)計(jì)硬件電路來實(shí)現(xiàn)此方案，可以花最少的代價(jià)來完成控制器的設(shè)計(jì)。

硬件平臺(tái)：DSP2812+10K高頻UPS模塊

根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)修改PID的參數(shù)，使輸出能夠在最快最穩(wěn)的情況下達(dá)到預(yù)定值。

通過實(shí)際的調(diào)試，瞬時(shí)環(huán)中：P=0.6,I=0.04,均值環(huán)中，P=0.3,I=0.072,D=0.001.此時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定，實(shí)際的輸出波形如圖10所示。

圖10實(shí)際電路中輸出電壓與電流信號(hào)

實(shí)際要求輸出電壓為220V,負(fù)載采用的是整流載。上圖是阻性載往整流載切換時(shí)的輸出電壓與輸出電流波形圖。

從圖中，可以看出，此PID控制器能夠快速穩(wěn)定的將輸出電壓值穩(wěn)定在實(shí)際所要求的200V左右，說明了此調(diào)節(jié)器動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，有交強(qiáng)的魯棒性。

5結(jié)束語

PID調(diào)節(jié)器是逆變器中不可或缺的部分，PID調(diào)節(jié)器的好壞直接影響到逆變器的輸出性能和帶載能力。文中構(gòu)建了10KVA的單相SPWM逆變器的Simulink模型，負(fù)載采用純阻性載和整流載分別進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明，在不同的負(fù)載情況下，該控制器魯棒性強(qiáng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，輸出電壓總諧波畸變低。將此建模思想移植到10K模塊化單相UPS電源上，控制精度和準(zhǔn)度，均能達(dá)到預(yù)期的效果。