丁海波 杨艳 刘鹏

摘 要：为改善逆变器动态特性和稳态性能，文章设计了极点配置和重复控制串联的控制器方案。控制系统引入状态反馈和极点配置，采用重复控制器进行电压修正和补偿。实验证明该设计提高了逆变器动态性能且能够获得更高精度的稳态输出波形。

关键词：逆变器；重复控制；极点配置

引言

由于逆变器状态变量变化快且动态特性差，寻找一种既能保证稳态精度和快速实现的瞬时控制方案比较困难[1]。将瞬时值控制结合重复控制，瞬时值控制主要用于改善逆变器动态特性；重复控制则专门用于获得稳态输出。二者的结合和补充大大简化了控制器设计，且全面提升了系统的动静态性能。

1 逆变器重复控制策略

重复控制系统示意图如图1所示，其中y为逆变器电压输出，r为参考正弦输入，d为等效的周期性干扰信号，e为误差信号，z-N为周期延迟环节，N为采样次数，P（z）为控制对象，C（z）为补偿器，其中阴影表示重复信号发生器的内模[2]。

图1 重复控制系统的示意图

控制对象是单相半桥逆变器。由于输出基波频率和滤波器的截至频率远小于逆变器的开关频率，故逆变器的动态特性基本取决于输出滤波器[3]。实验装置单相半桥逆变电源构成如下：直流输入电压250V；滤波电容20uF；滤波电感1.1mH；采样频率10KHz；开关频率10KHz；死区时间2微秒；交流电压输出峰值100V，输出电压基波频率为50Hz。连续域逆变器传递函数为[4]：

在10kHz采样频率下将（1）用零阶保持器法离散

因此可知一个周期采样的次数N=200，Q（z）取0.95，故周期延迟环节z-N=z-200。……