基于极点配置的电压型高频链逆变电源控制技术研究

论文摘要

针对电压型高频链逆变电源,分析了传统PID控制系统和双闭环控制系统性能不很理想的原因是:PID控制器和双闭环控制器参数设计方法欠佳。为了提高电压型高频链逆变电源的控制性能指标,本文进行了以下研究:利用状态空间理论,建立了单相、三相电压型高频链逆变电源时域的数学模型;对于单相电压型高频链逆变电源设计了基于极点配置技术的PID控制器(PAPID)和双闭环控制器;分析了PAPID控制的单相电压型高频链逆变电源的鲁棒性和死区效应的影响;针对双闭环控制的单相、三相电压型高频链逆变电源的自限流功能进行了探讨;对三相电压型高频链逆变电源的直流电容电压偏差产生的原因进行了分析,提出采用带电压偏差前馈补偿控制的双闭环控制策略,来抑制直流电容电压偏差的产生,防止输出电压波形发生畸变。利用PSIM仿真软件对单相、三相电压型高频链逆变电源在各种负载情况下进行仿真实验,实验结果表明:所提出的基于极点配置的PID控制器和双闭环控制器,能够提高系统的控制性能指标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 高频链逆变电源的发展
• 1.2 逆变电源控制策略分析与比较
• 1.2.1 逆变电源性能要求
• 1.2.2 逆变电源控制技术概述
• 1.2.3 模拟控制和数字控制比较
• 1.3 选题背景与本文主要研究内容
• 1.3.1 选题背景
• 1.3.2 本文主要研究内容
• 第二章 单相电压型高频链逆变电源的数学模型
• 2.1 单相VSHFIPS 的工作原理
• 2.2 单相VSHFIPS 的时域数学模型
• 2.3 开环特性
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于极点配置的单相电压型高频链逆变电源PID 控制技术
• 3.1 引言
• 3.2 稳定边界法的PID 控制器设计
• 3.3 基于极点配置的PID 控制器设计
• 3.3.1 闭环零极点的分布与系统性能指标间的关系
• 3.3.2 PAPID 控制器的设计方法
• 3.4 PAPID 控制系统的性能及仿真
• 3.5 死区效应的影响
• 3.6 PAPID 控制系统的鲁棒性
• 3.7 PAPID 控制的状态空间解释
• 3.8 本章小结
• 第四章 基于极点配置的单相电压型高频链逆变电源双环控制技术
• 4.1 引言
• 4.2 双闭环控制器的设计
• 4.3 双闭环控制系统的仿真
• 4.3.1 电压、电流调节器参数计算
• 4.3.2 仿真分析
• 4.3.3 自限流功能的实现
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于极点配置的三相电压型高频链逆变电源控制技术
• 5.1 引言
• 5.2 三相电压型高频链逆变电源的数学模型
• 5.3 各种负载情况下的仿真分析
• 5.4 直流分压电容电压偏差的影响
• 5.4.1 电压偏差产生的原因
• 5.4.2 抑制电压偏差的方法
• 5.4.3 抑制电压偏差的仿真分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论和展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况