專(zhuān)利名稱(chēng)：數(shù)字控制的逆變電源及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率變換電路，特別涉及一種數(shù)字控制的逆變電源及其控制方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，信息化程度的提高，一方面重要部門(mén)、用電設(shè)備對(duì)電源供電品質(zhì)的要求日益增高，另一方面電力電子設(shè)備的大量使用、非線性負(fù)載的不斷增加使得電網(wǎng)的諧波污染十分嚴(yán)重，形成了鮮明的供需矛盾。為此，近年來(lái)高性能PWM逆變電源的研究越來(lái)越受到關(guān)注。
數(shù)字控制相對(duì)于模擬控制有許多優(yōu)越之處，使之受到廣泛關(guān)注。特別是近幾年隨著微處理器等微電子技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，數(shù)字控制的硬件平臺(tái)日益更新，更加快數(shù)字控制的推廣應(yīng)用。PWM逆變器的數(shù)字控制器采用常規(guī)控制策略時(shí)響應(yīng)特性不好，與常規(guī)模擬控制器相比性能明顯下降；重復(fù)控制能夠很好地抑制周期性擾動(dòng)，改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，但動(dòng)態(tài)響應(yīng)不快，至少在一個(gè)基波周期以上；無(wú)差拍控制具有較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，但是控制性能對(duì)系統(tǒng)參數(shù)依賴性強(qiáng)，對(duì)參數(shù)變化敏感，魯棒性差，有可能降低系統(tǒng)穩(wěn)定性或甚至不穩(wěn)定；可見(jiàn)雖然更能發(fā)揮數(shù)字控制優(yōu)點(diǎn)的幾種專(zhuān)用數(shù)字控制方法被提出，但存在不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種數(shù)字控制的逆變電源；該逆變電源動(dòng)態(tài)響應(yīng)快速、平穩(wěn)，非線性負(fù)載情況下輸出電壓總諧波畸變率低，在額定非線性負(fù)載、負(fù)載電流波峰因子超過(guò)3的情況下，輸出電壓總諧波畸變率也較低，穩(wěn)態(tài)精度高，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低；本發(fā)明還提供了該逆變電源的控制方法。
本發(fā)明提供的一種數(shù)字控制的逆變電源，其特征在于逆變器的輸入端與微處理器相接，逆變器的輸出端與電壓傳感器的輸入端及負(fù)載相接，逆變器中引出的電流與電流傳感器的輸入端相接，逆變器與直流電源相連，電壓傳感器的輸出端和電流傳感器的輸出端分別與微處理器相接。
上述所述微處理器包括增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器和減法器，增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器的輸出端與逆變器的輸入端相接，電壓傳感器的第一輸出端與減法器的負(fù)輸入端相接，減法器的正輸入端接收參考量ur，減法器的輸出端與增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器的輸入端相接，電流傳感器的輸出端和電壓傳感器的第二輸出端分別與增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器的負(fù)輸入端相接。增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器還可以包括狀態(tài)觀測(cè)器，狀態(tài)觀測(cè)器的輸入端分別與電流傳感器和電壓傳感器的輸出端相連。
上述數(shù)字控制的逆變電源的控制方法，其步驟包括(1)采集電壓傳感器輸出的當(dāng)前拍的輸出電壓u0(k)和電流傳感器輸出的當(dāng)前拍的輸出電流i(k)；(2)利用公式(A)計(jì)算當(dāng)前拍的誤差積分信號(hào)ei(k)，其中ei(k-1)為上一拍的誤差積分信號(hào)，其初始值為0；ei(k)＝e(k)+ei(k-1)(A)其中e(k)為當(dāng)前拍誤差信號(hào)，其值等于當(dāng)前拍的參考量ur(k)與當(dāng)前拍的輸出電壓u0(k)的差值；(3)利用當(dāng)前拍的誤差積分信號(hào)ei(k)計(jì)算下一拍的控制信號(hào)u1(k+1)；(3A)當(dāng)采集的電流信號(hào)i為濾波電感電流i1時(shí)，利用公式(B)計(jì)算下一拍的控制信號(hào)u1(k+1)，其中i1(k)為當(dāng)前拍的濾波電感電流u1(k+1)＝kiei(k)-k1u0(k)-k2i1(k)(B)(3B)當(dāng)采集的電流信號(hào)i為濾波電容電流ic時(shí)，利用公式(C)計(jì)算下一拍的控制信號(hào)u1(k+1)，其中ic(k)為當(dāng)前拍的濾波電容電流u1(k+1)＝kiei(k)-k1u0(k)-k2ic(k)(C)(3C)當(dāng)采集的電流信號(hào)i為負(fù)載電流i0時(shí)，其處理過(guò)程為
(3C1)利用公式(D1)計(jì)算下一拍的輸出電壓觀測(cè)值 和下一拍的濾波電感電流觀測(cè)值 其中i0(k)為當(dāng)前拍的負(fù)載電流u^0(k+1)i^1(k+1)=(Ad-HCd)u^0(k)i^1(k)+Bdu1(k)i0(k)+HCdu0(k)i1(k)---(D1)]]>其中，Ad=e-r2LTcosωdT+r2Lωde-r2LTsinωdT1Cωde-r2LTsinωdT-1Lωde-r2LTsinωdTe-r2LTcosωdT-r2Lωde-r2LTsinωdT]]>Bd＝[H1H2]H1=e-r2LT(-cosωdT-r2LωdsinωdT)+11Lωde-r2LTsinωdT]]>H2=r(e-r2LTcosωdT+r2Lωde-r2LTsinωdT-1)-1Cωde-r2LTsinωdT-e-r2LTcosωdT-r2Lωde-r2LTsinωdT+1]]>Cd＝[1 0]ωn=1LC,]]>為逆變器的自然振蕩頻率ωd=1LC-r24L2,]]>為逆變器的阻尼振蕩頻率L為逆變器的濾波電感，C為逆變器的濾波電容，r為逆變器的等效阻尼電阻，H為狀態(tài)觀測(cè)器的反饋增益矩陣。
(3C2)利用公式(D2)計(jì)算下一拍的誤差信號(hào)觀測(cè)值 e^(k+1)=ur(k+1)-u^0(k+1)---(D2)]]>(3C3)利用公式(D3)計(jì)算為下一拍的誤差積分信號(hào)觀測(cè)值 e^i(k+1)=e^(k+1)+ei(k)---(D3)]]>(3C4)利用公式(D4)或公式(D5)-(D6)計(jì)算下一拍的控制信號(hào)u1(k+1)，
其中 為下一拍的濾波電容電流觀測(cè)值u1(k+1)=kie^i(k+1)-k1u^0(k+1)-k2i^1(k+1)---(D4)]]>i^c(k+1)=i^1(k+1)-i0(k)---(D5)]]>u1(k+1)=kie^i(k+1)-k1u^0(k+1)-k2i^c(k+1)---(D6)]]>其中，ki=1+β2+β3+β41-2e-r2LTcosωdT+e-rLT]]>k1=β2-β4+1+2a1-e-rLT-(1-a1-a2)ki1-2a1+e-rLT]]>k2=β2+1+2a1-(1-a1-a2)(k1+ki)2a2/r]]>a1=e-r2LTcosωdT]]>a2=r2Lωde-r2LTsinωdT;]]>(4)利用控制信號(hào)u1(k+1)對(duì)逆變器進(jìn)行調(diào)節(jié)；(5)令k＝k+1，重復(fù)步驟(1)-(4)，直至工作結(jié)束。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)空載條件下，由增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器與逆變電源構(gòu)成的逆變電源控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)指令跟蹤波形的過(guò)渡過(guò)程時(shí)間短，不超過(guò)3.5ms，超調(diào)量小，小于9％。
(2)負(fù)載突變達(dá)額定功率時(shí)，動(dòng)態(tài)過(guò)渡過(guò)程不超過(guò)2ms，輸出電壓變化率不超過(guò)10％，負(fù)載適應(yīng)性增強(qiáng)。
(3)從空載到額定負(fù)載的各種負(fù)載情況下，穩(wěn)壓精度均在0.5％之內(nèi)，穩(wěn)態(tài)誤差大大降低。
(4)非線性負(fù)載情況下輸出電壓總諧波畸變率低，在額定非線性負(fù)載、負(fù)載電流波峰因子超過(guò)3的情況下，輸出電壓總諧波畸變率也較低，例如，在電流波峰因子為3.03時(shí)，THD＝1.9％，表現(xiàn)出對(duì)非線性負(fù)載引起的波形失真具有更強(qiáng)的抑制能力。
(5)本發(fā)明在對(duì)逆變電源增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器控制參數(shù)的設(shè)計(jì)中，采用狀態(tài)反饋控制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)的任意配置，以保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)性能以及減小穩(wěn)態(tài)誤差，整個(gè)電源系統(tǒng)具有較強(qiáng)的魯棒性。在各種不同的負(fù)載擾動(dòng)情況下，均能得到品質(zhì)優(yōu)良的交流輸出電壓；整個(gè)逆變電源系統(tǒng)對(duì)逆變器參數(shù)、增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器參數(shù)變化不敏感，系統(tǒng)響應(yīng)性能穩(wěn)定。
(6)本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，易于實(shí)現(xiàn)。


圖1為本發(fā)明數(shù)字控制的逆變電源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為微處理器主程序流程圖；圖3為圖2中的控制算法程序流程圖一；圖4為圖1的原理電路框圖一；圖5為圖2中的控制算法程序流程圖二；圖6為圖1的原理電路框圖二；圖7為圖2中的控制算法程序流程圖三；圖8為圖2中的控制算法程序流程圖四；圖9為圖1的原理電路框圖三。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1所示，本發(fā)明逆變電源的結(jié)構(gòu)為增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器7的輸出端與逆變器2的輸入端相接，逆變器2的輸出端與電壓傳感器5的輸入端及負(fù)載3相接，電壓傳感器5的第一輸出端與減法器8的負(fù)輸入端相接，減法器8的正輸入端接收參考量ur，減法器8的輸出端與增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器7的輸入端相接，逆變器2接直流電源4，逆變器2中引出的電流與電流傳感器6的輸入端相接，電流傳感器6的輸出端和電壓傳感器5的第二輸出端分別與增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器7的負(fù)輸入端相接。
逆變器2、電壓傳感器5和電流傳感器6可選用通常的逆變器、電壓傳感器和電流傳感器。
減法器8和增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器7構(gòu)成微處理器1。其中微處理器可以是單片機(jī)或數(shù)字信號(hào)處理芯片。
微處理器1采集電壓傳感器5輸出的電壓信號(hào)和電流傳感器6輸出的電流信號(hào)，根據(jù)電流、電壓信號(hào)和參考量，計(jì)算控制信號(hào)，并輸出至逆變器2，控制逆變器2工作。
微處理器1和逆變器2構(gòu)成一個(gè)增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制系統(tǒng)，逆變器2中的電流i和輸出電壓u0分別經(jīng)過(guò)電流傳感器和電壓傳感器進(jìn)入微處理器1，微處理器1經(jīng)過(guò)程序運(yùn)算后產(chǎn)生控制信號(hào)u1對(duì)逆變器2實(shí)施控制，其中逆變器2中的電流信號(hào)i可為濾波電感電流i1、濾波電容電流ic和負(fù)載電流i0。
增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器7所采用的控制方法如圖2所示，其步驟為(1)采集電壓傳感器得到的當(dāng)前拍的輸出電壓u0(k)和電流傳感器得到的當(dāng)前拍的輸出電流i(k)，計(jì)算當(dāng)前拍的誤差信號(hào)e(k)，e(k)等于當(dāng)前拍的參考量ur(k)與當(dāng)前拍的輸出電壓u0(k)的差值；在數(shù)字控制系統(tǒng)中一個(gè)采樣周期T稱(chēng)為一拍，離散時(shí)刻用kT表示，簡(jiǎn)寫(xiě)為k，表示第k個(gè)離散時(shí)刻，其初始值為0。
(2)利用公式(A)計(jì)算當(dāng)前拍的誤差積分信號(hào)ei(k)，其中ei(k-1)為上一拍的誤差積分信號(hào)，其初始值為0；ei(k)＝e(k)+ei(k-1)(A)(3)利用當(dāng)前拍的誤差積分信號(hào)ei(k)計(jì)算下一拍的控制信號(hào)u1(k+1)；由于逆變器2中的電流i包括濾波電感電流i1、濾波電容電流ic和負(fù)載電流i0，根據(jù)采集的電流信號(hào)的不同，采用不同的算法計(jì)算下一拍的控制信號(hào)u1(k+1)，下面分別予以說(shuō)明。
(3A)當(dāng)采集的電流信號(hào)i為濾波電感電流i1時(shí)，如圖3所示，利用公式(B)計(jì)算下一拍的控制信號(hào)u1(k+1)，其中i1(k)為當(dāng)前拍的濾波電感電流u1(k+1)＝kiei(k)-k1u0(k)-k2i1(k)(B)圖4是與之對(duì)應(yīng)的原理電路框圖。如圖4所示，輸出電壓u0與參考量ur比較后產(chǎn)生的誤差信號(hào)e經(jīng)過(guò)積分環(huán)節(jié)9產(chǎn)生誤差積分信號(hào)ei，誤差積分信號(hào)ei乘以積分系數(shù)ki后減去輸出電壓u0與電壓反饋系數(shù)k1的乘積，再減去濾波電感電流i1與電流反饋系數(shù)k2的乘積，最后得到控制信號(hào)u1對(duì)逆變器2進(jìn)行調(diào)節(jié)。
(3B)當(dāng)采集的電流信號(hào)i為濾波電容電流ic時(shí)，如圖5所示，利用公式(C)計(jì)算下一拍的控制信號(hào)u1(k+1)，其中ic(k)為當(dāng)前拍的濾波電容電流u1(k+1)＝kiei(k)-k1u0(k)-k2ic(k)(C)圖6是與之對(duì)應(yīng)的原理電路框圖。如圖6所示，其結(jié)構(gòu)與圖4相似，區(qū)別在于圖4中逆變器2的電流是濾波電感電流i1，而圖6中逆變器2的電流是濾波電容電流ic。
(3C)當(dāng)采集的電流信號(hào)i為負(fù)載電流i0時(shí)，如圖7和圖8所示，步驟(3)包括以下過(guò)程(3C1)利用公式(D1)計(jì)算下一拍的輸出電壓觀測(cè)值 和下一拍的濾波電感電流觀測(cè)值 其中i0(k)為當(dāng)前拍的負(fù)載電流u^0(k+1)i^1(k+1)=(Ad-HCd)u^0(k)i^1(k)+Bdu1(k)i0(k)+HCdu0(k)i1(k)---(D1)]]>Ad=e-r2LTcosωdT+r2Lωde-r2LTsinωdT1Cωde-r2LTsinωdT-1Lωde-r2LTsinωdTe-r2LTcosωdT-r2Lωde-r2LTsinωdT]]>Bd＝[H1H2]H1=e-r2LT(-cosωdT-r2LωdsinωdT)+11Lωde-r2LTsinωdT]]>H2=r(e-r2LTcosωdT+r2Lωde-r2LTsinωdT-1)-1Cωde-r2LTsinωdT-e-r2LTcosωdT-r2Lωde-r2LTsinωdT+1]]>Cd＝[1 0]ωn=1LC,]]>為逆變器2的自然振蕩頻率
ωd=1LC-r24L2,]]>為逆變器2的阻尼振蕩頻率其中L為逆變器2的濾波電感，C為逆變器2的濾波電容，r為逆變器2的等效阻尼電阻；H為狀態(tài)觀測(cè)器10的反饋增益矩陣，按照(Ad-HCd)的特征值比逆變器2的閉環(huán)特征值快5倍以上的原則選擇反饋增益矩陣H即可。
(3C2)利用公式(D2)計(jì)算下一拍的誤差信號(hào)觀測(cè)值 e^(k+1)=ur(k+1)-u^0(k+1)---(D2)]]>(3C3)利用公式(D3)計(jì)算下一拍的誤差積分信號(hào)觀測(cè)值 e^i(k+1)=e^(k+1)+ei(k)---(D3)]]>(3C4)利用公式(D4)或公式(D5)-(D6)計(jì)算下一拍的控制信號(hào)u1(k+1)，其中 為下一拍的濾波電容電流觀測(cè)值u1(k+1)=kie^i(k+1)-k1u^0(k+1)-k2i^1(k+1)---(D4)]]>i^c(k+1)=i^1(k+1)-i0(k)---(D5)]]>u1(k+1)=kie^i(k+1)-k1u^0(k+1)-k2i^c(k+1)---(D6)]]>圖9是與圖7和圖8對(duì)應(yīng)的原理電路框圖。如圖9所示，其結(jié)構(gòu)與圖4相似，區(qū)別在于圖4中逆變器2的電流是濾波電感電流i1，而圖9中逆變器2的電流是負(fù)載電流i0；圖9中增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器7中包含狀態(tài)觀測(cè)器10。狀態(tài)觀測(cè)器10依據(jù)當(dāng)前拍的輸出電壓u0(k)和當(dāng)前拍的負(fù)載電流i0(k)觀測(cè)出下一拍的輸出電壓觀測(cè)值 和下一拍的濾波電感電流觀測(cè)值 其計(jì)算公式為公式(D1)。
增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制系統(tǒng)中有三個(gè)狀態(tài)變量，即輸出電壓u0、濾波電感電流i1(濾波電容電流ic)和誤差積分信號(hào)ei，三個(gè)狀態(tài)變量分別對(duì)應(yīng)三個(gè)控制參數(shù)，即電壓反饋系數(shù)k1、電流反饋系數(shù)k2和積分系數(shù)ki。增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器7的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于其三個(gè)控制參數(shù)的確定。
設(shè)狀態(tài)反饋增益矩陣為K＝[k1k2ki]由期望的閉環(huán)極點(diǎn)Z1、Z2、Z3確定的特征方程為
(Z-Z1)(Z-Z2)(Z-Z3)＝Z3+β2Z2+β3Z+β4上式中β2、β3和β4分別為特征方程展開(kāi)式的二次項(xiàng)、一次項(xiàng)和常數(shù)項(xiàng)的系數(shù)。
比較可得ki=1+β2+β3+β41-2e-r2LTcosωdT+e-rLT]]>k1=β2-β4+1+2a1-e-rLT-(1-a1-a2)ki1-2a1+e-rLT]]>k2=β2+1+2a1-(1-a1-a2)(k1+ki)2a2/r]]>其中a1=e-r2LTcosωdT]]>a2=r2Lωde-r2LTsinωdT]]>上述推導(dǎo)中以濾波電感電流i1作為一個(gè)狀態(tài)變量，若用濾波電容電流ic代替電感電流i1作為狀態(tài)變量，因系統(tǒng)特征方程相同，所以控制參數(shù)仍由上面三式確定。
(4)利用控制信號(hào)u1(k+1)對(duì)逆變器2進(jìn)行調(diào)節(jié)；(5)令k＝k+1，重復(fù)步驟(1)-(4)，直至工作結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字控制的逆變電源，其特征在于逆變器(2)的輸入端與微處理器(1)相接，逆變器(2)的輸出端與電壓傳感器(5)的輸入端及負(fù)載(3)相接，逆變器(2)中引出的電流與電流傳感器(6)的輸入端相接，逆變器(2)與直流電源(4)相連，電壓傳感器(5)的輸出端和電流傳感器(6)的輸出端分別與微處理器(1)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變電源，其特征在于所述微處理器(1)包括增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器(7)和減法器(8)，增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器(7)的輸出端與逆變器(2)的輸入端相接，電壓傳感器(5)的第一輸出端與減法器(8)的負(fù)輸入端相接，減法器(8)的正輸入端接收參考量ur，減法器(8)的輸出端與增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器(7)的輸入端相接，電流傳感器(6)的輸出端和電壓傳感器(5)的第二輸出端分別與增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器(7)的負(fù)輸入端相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的逆變電源，其特征在于增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器(7)還包括狀態(tài)觀測(cè)器(10)，狀態(tài)觀測(cè)器(10)的輸入端分別與電流傳感器(6)和電壓傳感器(5)的輸出端相連。
4.一種權(quán)利要求1所述逆變電源的控制方法，其步驟包括(1)采集電壓傳感器輸出的當(dāng)前拍的輸出電壓u0(k)和電流傳感器輸出的當(dāng)前拍的輸出電流i(k)；(2)利用公式(A)計(jì)算當(dāng)前拍的誤差積分信號(hào)ei(k)，其中ei(k-1)為上一拍的誤差積分信號(hào)，其初始值為0；ei(k)＝e(k)+ei(k-1)(A)其中e(k)為當(dāng)前拍誤差信號(hào)，其值等于當(dāng)前拍的參考量ur(k)與當(dāng)前拍的輸出電壓u0(k)的差值；(3)利用當(dāng)前拍的誤差積分信號(hào)ei(k)計(jì)算下一拍的控制信號(hào)u1(k+1)；(3A)當(dāng)采集的電流信號(hào)i為濾波電感電流i1時(shí)，利用公式(B)計(jì)算下一拍的控制信號(hào)u1(k+1)，其中i1(k)為當(dāng)前拍的濾波電感電流u1(k+1)＝kiei(k)-k1u0(k)-k2i1(k)(B)(3B)當(dāng)采集的電流信號(hào)i為濾波電容電流ic時(shí)，利用公式(C)計(jì)算下一拍的控制信號(hào)u1(k+1)，其中ic(k)為當(dāng)前拍的濾波電容電流u1(k+1)＝kiei(k)-k1u0(k)-k2ic(k)(C)(3C)當(dāng)采集的電流信號(hào)i為負(fù)載電流i0時(shí)，其處理過(guò)程為(3C1)利用公式(D1)計(jì)算下一拍的輸出電壓觀測(cè)值 和下一拍的濾波電感電流觀測(cè)值 其中i0(k)為當(dāng)前拍的負(fù)載電流u^0(k+1)i^1(k+1)=(Ad-HCd)u^0(k)i^1(k)+Bdu1(k)i0(k)+HCdu0(k)i1(k)---(D1)]]>其中，Ad=e-r2LTcosωdT+r2Lωde-r2LTsinωdT1Cωde-r2LTsinωdT-1Lωde-r2LTsinωdTe-r2LTcosωdT-r2Lωde-r2LTsinωdT]]>Bd＝[H1H2]H1=e-r2LT(-cosωdT-r2LωdsinωdT)+11Lωde-r2LTsinωdT]]>H2=r(e-r2LTcosωdT+r2Lωde-r2LTsinωdT-1)-1Cωde-r2LTsinωdT-e-r2LTcosωdT-r2Lωde-r2LTsinωdT+1]]>Cd＝[1 0]ωn=1LC,]]>為逆變器的自然振蕩頻率ωd=1LC-r24L2,]]>為逆變器的阻尼振蕩頻率L為逆變器的濾波電感，C為逆變器的濾波電容，r為逆變器的等效阻尼電阻，H為狀態(tài)觀測(cè)器的反饋增益矩陣。(3C2)利用公式(D2)計(jì)算下一拍的誤差信號(hào)觀測(cè)值ê(k+1)e^(k+1)=ur(k+1)-u^0(k+1)---(D2)]]>(3C3)利用公式(D3)計(jì)算為下一拍的誤差積分信號(hào)觀測(cè)值êi(k+1)êi(k+1)＝ê(k+1)+ei(k)(D3)(3C4)利用公式(D4)或公式(D5)-(D6)計(jì)算下一拍的控制信號(hào)u1(k+1)，其中 為下一拍的濾波電容電流觀測(cè)值u1(k+1)=kie^i(k+1)-k1u^0(k+1)-k2i^1(k+1)---(D4)]]>i^c(k+1)=i^1(k+1)-i0(k)---(D5)]]>u1(k+1)=kie^i(k+1)-k1u^0(k+1)-k2i^c(k+1)---(D6)]]>其中，ki=1+β2+β3+β41-2e-r2LTcosωdT+e-rLT]]>k1=β2-β4+1+2a1-e-rLT-(1-a1-a2)ki1-2a1+e-rLT]]>k2=β2+1+2a1-(1-a1-a2)(k1+ki)2a2/r]]>a1=e-r2LTcosωdT]]>a2=r2Lωde-r2LTsinωdT;]]>(4)利用控制信號(hào)u1(k+1)對(duì)逆變器進(jìn)行調(diào)節(jié)；(5)令k＝k+1，重復(fù)步驟(1)-(4)，直至工作結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)字控制的逆變電源及其控制方法。增廣狀態(tài)反饋數(shù)字控制器輸出端與逆變器輸入端相接，逆變器輸出端與電壓傳感器輸入端及負(fù)載相接，電壓傳感器第一輸出端與減法器負(fù)輸入端相接，減法器正輸入端接收參考量u
文檔編號(hào)H02M7/44GK1913320SQ20061001971
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2006年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月24日
發(fā)明者康勇, 彭力, 張凱, 何俊, 陳堅(jiān) 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)