文档介绍：分类号学号 2003611310058
学校代码 10487 密级
硕士学位论文
数字化控制中频逆变器
动态特性问题研究
学位申请人:易德刚
学科专业: 电力电子与电力传动
指导教师:樊明武教授
段善旭教授
答辩日期:2006 年 04 月 29 日
A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements
For the Degree of Master of Engineering
Research on Dynamic Characteristic of
Digital Control Middle Frequency Inverter
Candidate: Yi De gang
Major: Power Electronics and Electric Drive
Supervisor: Prof. Fan Ming Wu
Prof. Duan Shan Xu
Huazhong University of Science and Technology
Wuhan 430074, . China
April, 2006
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究
成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体
已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以
明确方式标明。本人完全意识到,本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:
日期: 年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保
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保密□,在_____年解密后适用本授权书。
本论文属于
不保密□。
(请在以上方框内打“√”)
学位论文作者签名: 指导教师签名:
日期: 年月日日期: 年月日
本文研究课题受到:
国家自然科学基金重点项目——新型高频中小功率逆变电源的控制
技术和拓扑技术研究(项目批准号为:50237020)以及台达电力电子科教
发展基金重点项目——住宅 PV 发电系统(项目批准号为:DREK200501)
的资助。
谨致谢意!
摘要
本文以全数字化控制下 400Hz 单相逆变器为研究对象,针对重复控制算法动态响
应特性较差的问题,着重从三个方面入手,讨论提高系统的动态性能:谐振环节,半
波重复控制,和电压电流双环控制。
首先针对单相 PWM 逆变器,建立了它的连续时间、离散时间状态空间模型;然
后推荐了一种基于逆变器实测频率特性的模型参数确定方法。讨论了谐振电容对系统
的影响,给出了突加负载时输出电压解的基本形式,运用 MATLAB 仿真软件可以直观
的看出,一方面利用谐振环节减小基波阻抗,提高负载基波扰动抑制能力;另一方面
谐振环节在负载扰动时加剧了暂态过程对系统的影响,不能起到很好的动态抗扰动能
力。
本文对重复控制系统进行了深入的理论分析。阐述了重复控制的基本思想和理论
基础。结合典型的控制系统结构分析了稳定性、误差收敛速度、稳态误差。对嵌入式
重复控制器设计中的具体问题进行了详细的分析,并给出了改进方案。根据单相逆变
器输出电压谐波主要为奇次谐波这一特点,提出半波重复控制的思想和实现方法,并
在样机上进行了验证,仿真和样机试验结果表明:半波重复控制的系统总谐波畸变率
和传统重复控制相差不大,动态恢复时间明显缩短。
利用观测器超前预测补偿滞后一拍控制,给出了全维状态观测器的原理和实现方
法。通过对双环系统结构的分析,说明了电流内环的控制带宽大,使得逆变器电流内
环动态响应加快,在加入负载电流前馈补偿后,有效地提高系统动态性能。在数字实
现控制系统的过程中,提出了母线电压完全解耦的状态观测器,既实现了状态观测器
的母线解耦,又实现了控制器的母线解耦,有利于母线电压波动情况下系统的闭环稳
定。通过实验进一步验证了基于双环控制方法提高系统动态性能的可行性。
关键词:PW