逆變電源數(shù)字控制技術的應用

3.3無差拍控制　　無差拍控制（deadbeat control）是一種基于電路方程的控制方式，其控制的基本思想是將輸出正弦參考波等間隔地劃分為若干個取樣周期，根據(jù)電路在每一取樣周期的起始值，用電路理論算出關于取樣周期中心對稱的方波脈沖作用時，負載輸出在取樣周期末尾時的值。這個輸出值的大小，與方波脈沖的極性與寬度有關，適當控制方波脈沖的極性與寬度，就能使負載上的輸出在取樣周期的末后與輸出參考波形相重合。不斷調(diào)整每一取樣周期內(nèi)方波脈沖的極性與寬度，就能在負載上獲得諧波失真小的輸出。因此，即使在很低的開關頻率下，無差拍控制也能夠保證輸出波形的質(zhì)量，這是其它控制方法所不能做到的,但是，其也有局限性：由于采樣和計算時間的延遲，輸出脈沖的占空比受到很大限制；對于系統(tǒng)參數(shù)的變化反應靈敏，如電源電壓波動、負載變動，系統(tǒng)的魯棒性差。

對于采樣和計算延時的影響，一種方法是通過修改輸出脈沖方式的方法來減小計算延時造成的占空比局限；另一種方法是通過狀態(tài)觀測器對系統(tǒng)狀態(tài)提前進行預測，用觀測值替代實際值進行控制，從而避免采樣和計算延時對系統(tǒng)的影響。為了提高系統(tǒng)的魯棒性，一種方法是采用負載電流預測方法來減小負載變動對電源輸出的影響，但實際改善的程度有限；另一種可行的方法是對系統(tǒng)參數(shù)進行在線辨識，從而實時確定控制器參數(shù)，以達到良好的控制效果。

但是，在線系統(tǒng)辨識的計算復雜度和存儲量都非常大，一般的微處理器很難在很短的時間內(nèi)完成，因此實現(xiàn)的可能性不大，所以還沒有一種比較好的方法來解決無差拍控制魯棒性差的問題。正是由于無差拍控制在電源控制中的不足及局限性到目前還難以解決，使得無差拍控制在工業(yè)界的應用還有待不斷的深入研究。

3.4重復控制　　

逆變器采用重復控制（repetitive control）是為了克服整流型非線性負載引起的輸出波形周期性的畸變，它通常與其他PWM控制方式相結(jié)合。重復控制的思想是假定前一周期出現(xiàn)的基波波形將在下一基波周期的同一時間重復出現(xiàn)，控制器根據(jù)給定信號和反饋信號的誤差來確定所需的校正信號，然后在下一個基波周期的同一時間將此信號疊加到原控制信號上，以消除后面各周期中將出現(xiàn)的重復畸變。　　

重復控制系統(tǒng)如圖3(a),(b)所示[3-4]。圖3中Ur為給定電壓信號；Ud為電壓擾動信號；P（z）為控制對象；Uo為電壓的實際輸出量。周期延遲環(huán)節(jié)點量（Z－N）對控制器進行超前相位補償，補償器的補償電容量C（z）提供相位補償和幅值補償，以保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并改善輸出波形?！　?p>重復控制使系統(tǒng)獲得了很好的靜態(tài)性能，且易于實現(xiàn)，但該技術卻不能夠獲得好的動態(tài)性能。自適應重復控制方案成功地應用于逆變器的控制中?！　?/span>