基于滑模控制的PWM整流器的研制

摘要：在建立三相PWM整流器的非線性數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，針對傳統(tǒng)PI控制難以達(dá)到良好的控制效果的問題，采用電壓外環(huán)為滑模變結(jié)構(gòu)控制，電流內(nèi)環(huán)為前饋解耦控制的方法，并且以DSP為主控芯片搭建實驗樣機(jī)，為降低開關(guān)損耗，采取五段式空間矢量調(diào)制，實驗結(jié)果驗證了控制策略的可行性和優(yōu)越性。
關(guān)鍵詞：整流器；滑模控制；前饋解耦；空間矢量調(diào)制

1 引言
三相PWM整流器具有四象限運(yùn)行，功率因數(shù)高，輸入電流諧波含量小等優(yōu)點，符合“綠色能源”的發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)用前景。目前多采用雙環(huán)PI控制策略，但由于系統(tǒng)的非線性和強(qiáng)耦合性，很難達(dá)到良好的控制效果。滑模變結(jié)構(gòu)控制具有自適應(yīng)性，動態(tài)響應(yīng)快，快穩(wěn)定范圍等優(yōu)點，特別適合電力電子系統(tǒng)的開關(guān)控制。針對此，這里采用電壓外環(huán)滑?？刂撇呗?，電流內(nèi)環(huán)采用傳統(tǒng)的前饋解耦策略，實驗結(jié)果證明這種混合控制具有較好的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能，應(yīng)用前景良好。

2 PWM整流器的數(shù)學(xué)模型
三相電壓型PWM整流器的主拓?fù)淙鐖D1所示。ua，ub，uc為三相輸入交流電，L，R為輸入電感和電路等效內(nèi)阻，C為輸出側(cè)直流電容，RL為負(fù)載，定義開關(guān)函數(shù)：

可得到其狀態(tài)方程為：

通過坐標(biāo)變換則可以得其d，q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系數(shù)學(xué)模型為：