基于觀測器的單相逆變器電流跟蹤算法研究.pdf

1、近年來，逆變技術作為電力電子技術的一個重要分支，在交流驅動、有源濾波器、靜止無功補償器、電網(wǎng)互聯(lián)等方面得到了廣泛的應用。逆變器作為電網(wǎng)中的重要接口設備，其性能的優(yōu)劣決定了電能的質量。因此，吸引了大量學者致力于逆變控制技術的研究。
　　逆變器控制的核心問題是電流跟蹤控制。模型預測控制算法具有控制效果好、魯棒性強等優(yōu)點，可有效地克服過程的不確定性、非線性和耦合性，因此，在電力電子領域得到了廣泛的應用。然而，模型預測控制是一類基于模型的

2、控制方法。在實際應用中，系統(tǒng)模型與真實被控系統(tǒng)之間總存在著偏差，這將大大降低系統(tǒng)的動態(tài)性能和控制精度，甚至會破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　本文從模型未知偏差消除和精確電流跟蹤這樣兩個主要問題出發(fā)，提出了三種單相逆變器自適應電流跟蹤方法。三種方法均基于觀測器技術結合有限集模型預測控制的架構，主要創(chuàng)新點在于觀測器的設計上。通過在線辨識和補償模型中的未知偏差，獲得準確的系統(tǒng)模型，最終實現(xiàn)精確電流跟蹤。
　　第一種方法將模型誤差描述為兩個

3、同頻同相但幅值不同的正弦和余弦信號相加的形式，進而將原電路方程增廣為三階時變狀態(tài)空間模型，并基于此設計了類龍貝格觀測器。由拉塞爾不變集原理證明了其穩(wěn)定性。
　　第二種方法則將模型誤差描述為幅值相位未知的正弦信號，并通過構造輔助變量的形式，將電路方程增廣為三階時不變狀態(tài)空間模型，并基于此設計了龍貝格觀測器，由李亞普若夫穩(wěn)定性原理保證其穩(wěn)定。
　　第三種方法利用多采樣控制器結構的特點，將模型誤差描述為常量，進而獲得二階時不變狀態(tài)

4、空間模型，并基于此設計了龍貝格觀測器，由李亞普若夫穩(wěn)定性原理保證其穩(wěn)定。
　　為了驗證控制策略的有效性，本文還設計了一套快速控制原型實驗平臺。該實驗平臺是基于美國國家儀器公司的嵌入式控制器CompactRIO開發(fā)的，集在線調(diào)參、在線監(jiān)視、數(shù)據(jù)記錄、實時控制為一體，具有良好的擴展性，并且與科學數(shù)據(jù)分析軟件Matlab相兼容，方便后期的數(shù)據(jù)離線分析。
　　Matlab仿真結果和實驗結果證明，本文所提及的方法能實現(xiàn)精確的電流跟蹤，