單相UPS逆變器的多環(huán)控制策略研究
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根據(jù)工程經(jīng)驗，整定參數(shù)時ωc通常選擇在5～15 rad·s-1之間，在此取ωc=10 rad·s-1，ωc確定后，Kp，Kr可按普通比例積分調(diào)節(jié)器的參數(shù)設(shè)定方法進(jìn)行設(shè)定。在此取Kp=0．4944，Kr=30．9，校正后電壓環(huán)的根軌跡和單位階躍響應(yīng)如圖5所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/177628.htm
圖5a表明系統(tǒng)所有閉環(huán)極點都在左半平面內(nèi)，說明系統(tǒng)穩(wěn)定。由圖5b可知，tr=1 ms，ts=14 ms，Mp=19％，基本滿足性能指標(biāo)的要求。根據(jù)波特圖，電壓環(huán)幅值裕度為12．4 dB，相角裕度為49°，說明電壓環(huán)有很好的相對穩(wěn)定性。
4 實驗結(jié)果及分析
為驗證上述控制系統(tǒng)的可行性，在800 W的樣機上進(jìn)行了實驗，實驗參數(shù)為：直流電壓250V，輸出濾波器參數(shù)為L=1 mH，r=0．05 Ω，C=40μF，輸出額定電壓為110 V，圖6示出實驗結(jié)果。
圖6a為逆變器突加阻性負(fù)載時的電壓uo和電流io波形圖，可見，uo波形具有非常高的正弦度，帶負(fù)載時，uo有所減小，但電壓調(diào)整率小得多。圖6b為逆變器帶整流橋負(fù)載(非線性負(fù)載)時的實驗結(jié)果，可見，uo波形正弦度較高，uo經(jīng)過FFT分析后，其THD=3．82％，但突然減載后，uO有所增加。實驗結(jié)果表明，逆變器無論是帶線性負(fù)載還是帶非線性負(fù)載，輸出電壓都具備較高的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性，說明了系統(tǒng)具有良好的負(fù)載適應(yīng)性，也證明了所提出的控制策略和算法是正確可行的。
5 結(jié)論
針對單相UPS逆變器控制量的特點，采用比例諧振控制算法輸出電壓，提高了電壓的控制精度；采用負(fù)載電流前饋的控制方法，有效地抑制了負(fù)載的擾動；采用輸出電壓前饋控制的方法，消除了電流環(huán)與電壓環(huán)之間的耦合。實驗結(jié)果表明，該控制方案具有很高的控制精度和良好的暫態(tài)特性，證明該控制方案正確可行。
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