控制設(shè)計(jì)

　　在控制部分采用滯環(huán)完全數(shù)字化控制。滯環(huán)控制響應(yīng)速度快、準(zhǔn)確度較高、跟蹤高，輸出電壓不含特定頻率的諧波分量等特點(diǎn)，能夠使用DSP實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制。對(duì)于主電路的主逆變器和從逆變器采用滯環(huán)控制。

　　圖3：滯環(huán)控制原理

　　如圖3所示，主開(kāi)關(guān)的滯環(huán)寬度為h,從開(kāi)關(guān)管的滯環(huán)寬度為hs,且hs>h.主逆變器一直工作，開(kāi)關(guān)管V1和V4;V2和V3交替導(dǎo)通關(guān)斷。從逆變器有三種工作狀態(tài)。在t1~t2時(shí)刻，誤差電壓并沒(méi)有超過(guò)從逆變器的滯環(huán)寬度，只需要主逆變器工作，四個(gè)開(kāi)關(guān)管都關(guān)斷；在t3時(shí)刻，誤差電壓△u>hs,開(kāi)關(guān)管 VS2和VS3導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)管VS1和VS4關(guān)斷；t4時(shí)刻誤差電壓-△u<-hs開(kāi)關(guān)管VS1和VS4導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)管VS2和VS3關(guān)斷。

　　考慮到跟隨突變信號(hào)時(shí)跟隨困難的情況，在滯環(huán)控制器前引入了微分環(huán)節(jié)，如圖4所示，以改善跟隨效果。

　　圖4：帶微分環(huán)節(jié)的滯環(huán)控制

　　引入微分環(huán)節(jié)后，根據(jù)圖1和圖2所示，對(duì)主逆變器滯環(huán)控制策略為：

　　式中：T為微分時(shí)間常數(shù)。

　　上述不等號(hào)取等號(hào)情況，則實(shí)際環(huán)寬h′為：

　　當(dāng)穩(wěn)態(tài)或者電壓變化率不大時(shí)微分環(huán)節(jié)很小，可忽略，h′較大；當(dāng)電壓突變時(shí)微分環(huán)節(jié)將很大，不能忽略，h′較小，u迅速跟蹤Uref.加入微分環(huán)節(jié)實(shí)際上就是改變滯環(huán)寬度。從逆變器滯環(huán)控制也采用相同原理。

　　仿真

　　利用Matlab,根據(jù)所提出主電路和控制設(shè)計(jì)建立模型。對(duì)圖1的二重級(jí)聯(lián)單相全橋逆變器進(jìn)行仿真,負(fù)載為阻感型。

　　參考信號(hào)為正弦波，周期T為0.02s,值為50V.輸出電壓波形如圖5所示。

　　圖5：參考信號(hào)為正弦波輸出電壓

　　參考信號(hào)為三角波，電壓值為70V,輸出電壓如圖6所示。

　　圖6：參考信號(hào)為三角波輸出電壓

　　從圖5和圖6看出，當(dāng)參考信號(hào)為變化不是很快的正弦波和三角波信號(hào)時(shí)，逆變電源的輸出電壓能跟蹤。

　　參考信號(hào)為階梯波，輸出電壓波形如圖7所示。

　　圖7：參考信號(hào)為方波輸出電壓

　　參考電壓信號(hào)為方波時(shí)，電壓值為70V.輸出電壓波形如圖8所示。

　　圖8：參考信號(hào)為方波輸出電壓

　　當(dāng)參考信號(hào)為階梯波或方波，方波和階梯波有突變時(shí)刻，逆變電源的輸出電壓也能很好跟蹤參考信號(hào)。從圖7和圖8看出，輸出電壓是質(zhì)量很好的階梯波和方波，可作為電壓源使用。

　　結(jié)論

　　多功能逆變電源，主電路采用二重級(jí)聯(lián)單相全橋逆變器結(jié)構(gòu)，輸出的電壓波形對(duì)給出參考波形跟蹤，有功率輸出，能帶一定的負(fù)載，可直接作為電壓源使用?？刂撇捎眉尤胛⒎汁h(huán)節(jié)的滯環(huán)控制，完全實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制。通過(guò)Matlab仿真，證實(shí)設(shè)計(jì)方案的多功能逆變電源是可行的。