基于極點配置的逆變器雙環(huán)控制方案
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2．1 基于電感電流的雙環(huán)控制
在逆變器數(shù)學模型的基礎上，建立單相逆變器電感電流內(nèi)環(huán)電壓外環(huán)控制系統(tǒng)框圖如圖3所示，在這個雙環(huán)控制方案中，電流內(nèi)環(huán)采用PI調(diào)節(jié)器，電流調(diào)節(jié)器Gi的比例環(huán)節(jié)用來增加逆變器的阻尼系數(shù)，使整個系統(tǒng)工作穩(wěn)定，并且保證有很強的魯棒性；電流調(diào)節(jié)器的積分環(huán)節(jié)逐漸減小電流環(huán)穩(wěn)態(tài)誤差。電壓外環(huán)也采用PI調(diào)節(jié)器，電壓調(diào)節(jié)器的作用是使得輸出電壓波形瞬時跟蹤給定值。這種電流內(nèi)環(huán)電壓外環(huán)雙環(huán)控制的動態(tài)響應速度較快，并且靜態(tài)誤差很小。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/163383.htm
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由圖3可得：
由式(2)～式(7)可知，整理后得到電感電流內(nèi)環(huán)電壓外環(huán)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)關系為：
由式(3)～式(7)可知雙環(huán)控制系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為：
假設四階雙環(huán)控制系統(tǒng)的希望閉環(huán)主導極點為：
式中ξr，ωr，分別為希望的阻尼比和自然頻率，希望的閉環(huán)非主導極點分別為s
式中m，n是正的常數(shù)，其取值越大則由s1，s2，s3,s4四個極點確定的四階系統(tǒng)響應特性越接近由閉環(huán)主導極點決定的二階系統(tǒng)，一般m，n=5～10均可，由此得到了滿足動態(tài)性能要求的希望的閉環(huán)系統(tǒng)特征方程為：
比較式(9)，式(10)有：
式中：
整理式(11)～式(14)得：
式(15)表示k2i有3個解：一個實數(shù)根、兩個復數(shù)根，只有實數(shù)根才是k2i的解，假定實數(shù)根仍用k2i表示，則：
由此可知，式(11)，式(15)，式(16)，式(17)為基于極點配置設計的雙環(huán)控制系統(tǒng)控制器參數(shù)。雙環(huán)控制系統(tǒng)的控制器參數(shù)按常規(guī)方法設計，需考慮兩個調(diào)節(jié)器之間的響應速度、頻帶寬度的相互影響與協(xié)調(diào)，控制器設計步驟復雜，還需要反復試湊驗證；采用極點配置方法大大簡化了設計過程，同時能滿足高性能指標要求，這種設計方法具有明顯的優(yōu)越性。
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