ups逆變器控制方法比較分析

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1、UPS逆變器控制方法比較分析

2、第1內(nèi)容加載中...　　但是，UPS逆變器采用數(shù)字PID控制算法也有兩方面的局限性。一是系統(tǒng)的采樣量化誤差降低了算法的控制精度；二是采樣和計(jì)算延時使得被控系統(tǒng)成為一個具有純時間滯后的系統(tǒng)，造成了PID控制器穩(wěn)定域減少，增加了設(shè)計(jì)難度?！　?.1預(yù)測控制　　預(yù)測控制可以實(shí)現(xiàn)很小的電流畸變，抗噪音能力強(qiáng)，但是，這種算法要求知道精確的負(fù)載模型和電路參數(shù)，而且有數(shù)值計(jì)算造成的延時在實(shí)際應(yīng)用中也是一個問題[1]。　　1.2滯環(huán)控制　　滯環(huán)控制具有快速的響應(yīng)速度，較高的穩(wěn)定性，但是，滯環(huán)控制的開關(guān)頻率不固定，使電路工作可靠性下降，輸出電壓的頻譜變差，對系統(tǒng)性能

3、不利。　　1.3無差拍控制　　無差拍控制最先是由卡爾曼提出的，它是一種基于被控制對象精確數(shù)學(xué)模型的控制方法。無差拍控制的基本思想是根據(jù)逆變器的狀態(tài)方程和輸出反饋信號（通常是輸出濾波電容的電壓和電流）推算出下一個開關(guān)周期的P脈沖寬度。P脈沖寬度是根據(jù)當(dāng)前時刻狀態(tài)向量和下一采樣時刻的參考正弦值計(jì)算出來的，因此，從理論上可以使輸出電壓在相位和幅值上都非常接近參考電壓，由負(fù)載變化或非線性負(fù)載引起的輸出電壓誤差可在一個開關(guān)周期內(nèi)得到校正。無差拍控制要求控制脈寬必須當(dāng)拍計(jì)算當(dāng)拍輸出，否則不僅會破壞了控制特性，甚至還會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于采樣和計(jì)算延時，要做到當(dāng)拍計(jì)算當(dāng)拍輸出必然使輸出脈沖

4、的占空比受到限制，這就降低了輸入直流電壓的利用率。無差拍控制的控制參數(shù)是和輸出濾波器參數(shù)、直流母線電壓以及負(fù)載息息相關(guān)的，只要它們當(dāng)中的一個發(fā)生變化，控制參數(shù)就得作相應(yīng)的調(diào)整，否則就會導(dǎo)致控制失效，所以，無差拍控制系統(tǒng)的魯棒性很差。500)this.style.ouseg(this)">　　1.4滑?？刂啤　』？刂剖且环N非線性控制，這種控制的特點(diǎn)是控制的非連續(xù)性，它使系統(tǒng)在一定條件下沿著規(guī)定的軌跡做高頻率、小振幅的上下運(yùn)動[2]。這種控制既可以用于線性系統(tǒng)也可用于非線性系統(tǒng)。對于連續(xù)系統(tǒng)，由于控制的不連續(xù)使其變?yōu)榉蔷€性系統(tǒng)，對于非連續(xù)系統(tǒng)，不僅有非連續(xù)特性還包含有非線性系統(tǒng)的

5、動力學(xué)特性。這種控制方法具有很強(qiáng)的魯棒性。U是切換函數(shù)　　式中：s=c1x＋c2x＋...＋x；　　x是系統(tǒng)的狀態(tài)信息；　　u（x）是所采取的控制策略。　　這種控制的目的是通過求取切換函數(shù)中的各常數(shù)值，使得所采取的控制策略滿足滑模運(yùn)動所要求的穩(wěn)定性和動態(tài)特性。這種控制的缺點(diǎn)是要得到一個令人滿意的滑模面是很困難的。500)this.style.ouseg(this)">　　1.5重復(fù)控制　　重復(fù)控制是一種基于內(nèi)模原理的控制方法，內(nèi)模原理是把作用于系統(tǒng)的外部信號的動力學(xué)模型植入控制器以構(gòu)成高精度反饋控制系統(tǒng)的一種設(shè)計(jì)原理[3]。逆變器采用重復(fù)控制的目的是為了消除因整流橋負(fù)載引起的輸

6、出電壓波形周期性的畸變。其控制思想是假定前一周期出現(xiàn)的輸出電壓波形畸變將在下一周期的同一時刻再次出現(xiàn)，控制器根據(jù)參考信號和輸出電壓反饋信號的誤差來確定所需的校正信號，然后，在下一個基波周期將此校正信號疊加在原控制信號上，這樣就可以消除輸出電壓的周期性畸變。重復(fù)控制器可以消除周期性干擾產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差，但是，由于重復(fù)控制延時一個工頻周期的控制特點(diǎn)，使得單獨(dú)使用重復(fù)控制的UPS逆變器動態(tài)特性極差，無法滿足UPS逆變器的指標(biāo)要求?！　?.6模糊控制　　模糊控制屬于智能控制的范疇。系統(tǒng)的復(fù)雜性和模型的精確性總是存在著矛盾，許多控制方法都要求有被控對象的精確模型，而模糊控制器的設(shè)計(jì)不需要被

7、控對象的精確數(shù)學(xué)模型，因此，具有很強(qiáng)的魯棒性和自適應(yīng)性。模糊控制有3個基本組成部分，即模糊化、模糊決策和精確化計(jì)算。其工作過程可簡單描述如下：首先將信息模糊化，然后經(jīng)模糊推理規(guī)則得到模糊控制輸出，最后將模糊指令進(jìn)行精確化計(jì)算最終輸出控制值。模糊控制勿須知道輸入輸出間的數(shù)學(xué)依存關(guān)系，給定一個輸入，便可以根據(jù)控制規(guī)則表得到一個合適的輸出，控制算法簡單、計(jì)算時間較少。逆變器采用模糊控制有利于提高控制的實(shí)時性，改善逆變器輸出電壓波形質(zhì)量。模糊控制主要依賴模糊規(guī)則和模糊變量的隸屬度函數(shù)。如果對信息進(jìn)行簡單的模糊化處理會導(dǎo)致被控系統(tǒng)控制精度的降低和動態(tài)品質(zhì)變差，為了提高系統(tǒng)精度必然要增加量

8、化等級，這樣就使得規(guī)則迅速增多，影響了規(guī)則庫的最佳生成，而且會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和推理時間。模糊控制是主要用于滯后系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、時變系統(tǒng)，這種控制不要求知道系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，這種控制根據(jù)控制量的個數(shù)可以分為一維模糊控制器、二維模糊控制器和三維模糊控制器。模糊控制類似于傳統(tǒng)的PD控制，因而，這種控制有很快的響應(yīng)速度，但是，其靜態(tài)特性不令人滿意。模糊控制框圖如圖1所示。500)this.style.ouseg(this)">　　1.7神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制　　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是模擬人腦神經(jīng)中樞系統(tǒng)智能活動