單相UPS逆變器的多環(huán)控制策略研究
確定了上述指標(biāo)和參數(shù)后,采用根軌跡法整定調(diào)節(jié)器的參數(shù)。調(diào)整kip使閉環(huán)主導(dǎo)極點在合適位置。根據(jù)上述動態(tài)指標(biāo),最終選擇kip= 4.96,此時系統(tǒng)截止頻率為1.572 kHz,阻尼比為0.521。當(dāng)kip=4.96時,電流環(huán)根軌跡及階躍響應(yīng)如圖4所示。本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/177628.htm
由圖4b可得:tr=0.38 ms,tr=1.2 ms,Mp=10%,系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)基本滿足要求。此時電流環(huán)的幅值裕度為15.9 dB,相位裕量為56.2°,表明電流環(huán)具有良好的相對穩(wěn)定性。
3.2 電壓調(diào)節(jié)器設(shè)計
電壓調(diào)節(jié)器為比例諧振調(diào)節(jié)器,傳遞函數(shù)為:
截止頻率ω、比例系數(shù)Kp、諧振系數(shù)K,決定調(diào)節(jié)器的特性。ωc決定了調(diào)節(jié)器的帶寬,減小ωc,可使調(diào)節(jié)器帶寬變窄,帶寬變窄后,調(diào)節(jié)器對控制信號的頻率非常敏感,當(dāng)頻率等于ω0時,產(chǎn)生無窮大的增益,此時可實現(xiàn)無靜差控制;當(dāng)頻率在ω0附近時,增益較小,不能實現(xiàn)無靜差控制;當(dāng)增加Kp,頻帶以外的幅值增加,而諧振頻率處的幅值增幅不大,說明Kp對諧振環(huán)節(jié)無影響;隨著Kr的增加,諧振頻率以外的幅值幾乎不變,但諧振頻率處的幅值增幅相對明顯,此特點有利于消除靜態(tài)誤差。Kp,Kr的變化,對諧振頻率處的相位影響都很小。
根據(jù)圖2可得逆變器輸出電壓為:
由式(3)可知,uo與指令電壓uref負(fù)載電流io都有關(guān)。由于Gu在諧振頻率附近有足夠大的增益,故式(3)中第1項的值趨近于uref,而第2項的值趨近于零,即只要合理地整定調(diào)節(jié)器的參數(shù),uo即可準(zhǔn)確跟蹤uref,此時系統(tǒng)具有較高的抗干擾特性。
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