王子徽 蔡华锋 廖冬初 潘健 吴蕊

摘 要： 单相电压型PWM整流器属于非线性混合控制系统，普通的线性控制方法已无法取得很好的控制效果，因此需要采用非线性控制策略。考虑到三相PWM整流器通常会通过坐标变换到同步旋转坐标系进行控制以消除网侧输入电流静差。因此，针对单相PWM整流器而言，进行等效旋转坐标变换也可以达到同样的效果。提出一种基于旋转坐标变换的无源控制方法。通过建立欧拉?拉格朗日（EL）模型，以此为基础进行无源控制器的设计。最后通过Matlab/Simulink进行仿真，结果表明该控制方法可以取得较好的控制效果。

关键词： 单相PWM整流器； 无源控制； 欧拉?拉格朗日模型； 旋转坐标变换； 静差； 仿真模型

中图分类号： TN35?34； TM461 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）22?0083?05

Abstract： As the single?phase voltage?source PWM rectifier belongs to the nonlinear hybrid control system， and the common linear control method cannot achieve a good control effect， a nonlinear control strategy is adopted. Considering that the synchronous rotational coordinate conversion system control method is used in the three?phase PWM rectifier to eliminate the static error of the input current on the network side， the equivalent rotational coordinate conversion can achieve the same effect for the single?phase PWM rectifier. Therefore， a passive control method based on rotational coordinate conversion is proposed. The Euler?Lagrange （EL） model is built， based on which the passive controller is designed. The Matlab/Simulink simulation was carried out. The results show that the control method can achieve a good control effect.

Keywords： single?phase PWM rectifier； passive control； EL model； rotational coordinate conversion； static error； simulation model

0 引 言

PWM整流器由于具有网侧电流为正弦波、网侧功率因数可控制、能量可双向流动等诸多优点，因此，在越来越多的场合得到了应用。

随着许多场合对单相PWM整流器的静态及动态性能的要求越来越高，目前最常用的PI控制已经无法满足高性能整流器的要求。原因在于单相PWM整流器属于非线性混合控制系统，线性控制方法无法达到很好的控制效果。因此需要采用非线性控制策略以获得高的静态及动态性能。目前，常用的非线性控制方法有：反馈线性化、滑模变结构控制、直接功率控制、无源控制、自抗扰控制等。

本文主要针对单相PWM整流器的无源控制进行研究。无源控制的本质是能量控制，即按照系统的控制要求确定系统的能量分布，以获得最佳的控制效果。……