摘要:對逆變器控制中的各種方法進行了對比分析,簡要敘述了各種控制方法的控制原理和優(yōu)缺點。最后指出了逆變器控制的發(fā)展方向。 關(guān)鍵詞:不間斷電源;逆變器并聯(lián);數(shù)字控制; 引言; UPS被廣泛地應(yīng)用在保護敏感負載,如PC機,服務(wù)器,醫(yī)療設(shè)備,通訊系統(tǒng)的電源故障或者電源的干擾,為這些重要負載提供了高質(zhì)量高可靠性的純凈電源。; 逆變器是UPS的核心,它把直流電轉(zhuǎn)換成用戶所需的穩(wěn)壓穩(wěn)頻的交流電。對于UPS來說,逆變器輸出電壓的質(zhì)量決定了其整體性能。下面對近年來的各種控制方法做一個比較分析。; 1 目前流行的控制方法評析; 半個多世紀(jì)以來,在很多工業(yè)生產(chǎn)過程控制中,應(yīng)用模擬PID控制器獲得了良好的效果。近年來,隨著數(shù)字控制器的不斷發(fā)展,數(shù)字控制器亦得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)字PID控制算法由比例、積分、微分三種算法組成,它克服了模擬PID控制器的許多不足和缺點,可以方便地調(diào)整PID參數(shù),具有很大的靈活性和很強的適用性。與其它控制方法相比,數(shù)字PID控制具有以下優(yōu)點:; 1)PID算法蘊含了動態(tài)控制過程中過去、現(xiàn)在和將來的主要信息,控制過程快速、準(zhǔn)確、平穩(wěn),具有良好的控制效果;; 2)PID算法在設(shè)計過程中不過分依賴系統(tǒng)參數(shù),系統(tǒng)參數(shù)的變化對控制效果的影響很小,控制的適應(yīng)性好,具有較強的魯棒性;; 3)PID算法簡單明了,便于用單片機或DSP實現(xiàn)。
;;; 但是,UPS逆變器采用數(shù)字PID控制算法也有兩方面的局限性。一是系統(tǒng)的采樣量化誤差降低了算法的控制精度;二是采樣和計算延時使得被控系統(tǒng)成為一個具有純時間滯后的系統(tǒng),造成了PID控制器穩(wěn)定域減少,增加了設(shè)計難度。; 1.1 預(yù)測控制; 預(yù)測控制可以實現(xiàn)很小的電流畸變,抗噪音能力強,但是,這種算法要求知道精確的負載模型和電路參數(shù),而且有數(shù)值計算造成的延時在實際應(yīng)用中也是一個問題[1]。; 1.2 滯環(huán)控制; 滯環(huán)控制具有快速的響應(yīng)速度,較高的穩(wěn)定性,但是,滯環(huán)控制的開關(guān)頻率不固定,使電路工作可靠性下降,輸出電壓的頻譜變差,對系統(tǒng)性能不利。; 1.3 無差拍控制; 無差拍控制最先是由卡爾曼提出的,它是一種基于被控制對象精確數(shù)學(xué)模型的控制方法。無差拍控制的基本思想是根據(jù)逆變器的狀態(tài)方程和輸出反饋信號(通常是輸出濾波電容的電壓和電流)推算出下一個開關(guān)周期的PWM脈沖寬度。PWM脈沖寬度是根據(jù)當(dāng)前時刻狀態(tài)向量和下一采樣時刻的參考正弦值計算出來的,因此,從理論上可以使輸出電壓在相位和幅值上都非常接近參考電壓,由負載變化或非線性負載引起的輸出電壓誤差可在一個開關(guān)周期內(nèi)得到校正。無差拍控制要求控制脈寬必須當(dāng)拍計算當(dāng)拍輸出,否則不僅會破壞了控制特性,甚至還會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于采樣和計算延時,要做到當(dāng)拍計算當(dāng)拍輸出必然使輸出脈沖的占空比受到限制,這就降低了輸入直流電壓的利用率。無差拍控制的控制參數(shù)是和輸出濾波器參數(shù)、