網友總結:菜鳥必知的逆變電源可用控製算法
發布時間:2015-07-31 責任編輯:sherry
【導讀】逆(ni)變(bian)電(dian)源(yuan)在(zai)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)中(zhong)主(zhu)要(yao)負(fu)責(ze)對(dui)電(dian)流(liu)進(jin)行(xing)轉(zhuan)換(huan),將(jiang)高(gao)頻(pin)或(huo)者(zhe)低(di)頻(pin)的(de)電(dian)流(liu)轉(zhuan)換(huan)為(wei)設(she)計(ji)們(men)所(suo)需(xu)的(de)。可(ke)以(yi)說(shuo)逆(ni)變(bian)電(dian)源(yuan)在(zai)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)作(zuo)用(yong)是(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)。逆(ni)變(bian)電(dian)源(yuan)的(de)設(she)計(ji)中(zhong)控(kong)製(zhi)算(suan)法(fa)用(yong)來(lai)保(bao)證(zheng)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)的(de)穩(wen)定(ding),本(ben)篇(pian)文(wen)章(zhang)通(tong)過(guo)達(da)人(ren)的(de)經(jing)驗(yan),為(wei)大(da)家(jia)總(zong)結(jie)出(chu)了(le)逆(ni)變(bian)電(dian)源(yuan)的(de)控(kong)製(zhi)算(suan)法(fa)技(ji)巧(qiao)。
目前逆變電源的控製算法隻要有如下幾種:
數字PID控製
PID控kong製zhi是shi一yi種zhong具ju有you幾ji十shi年nian應ying用yong經jing驗yan的de控kong製zhi算suan法fa,控kong製zhi算suan法fa簡jian單dan,參can數shu易yi於yu整zheng定ding,設she計ji過guo程cheng中zhong不bu過guo分fen依yi賴lai係xi統tong參can數shu,魯lu棒bang性xing好hao,可ke靠kao性xing高gao,是shi目mu前qian應ying用yong最zui廣guang泛fan、最成熟的一種控製技術。它在模擬控製正弦波逆變電源係統中已經得到了廣泛的應用。將其數字化以後,它克服了模擬PID控製器的許多不足和缺點,可以方便調整PID參數,具有很大的靈活性和適應性。與其它控製方法相比,數字PID具有以下優點:
PID算法蘊涵了動態控製過程中過去、現在和將來的主要信息,控製過程快速、準確、平穩,具有良好的控製效果。
PID控製在設計過程中不過分依賴係統參數,係統參數的變化對控製效果影響很小,控製的適應性好,具有較強的魯棒性。
PID算法簡單明了,便於單片機或DSP實現。
采用數字PID控製算法的局限性有兩個方麵。一方麵是係統的采樣量化誤差降低了算法的控製精度;另一方麵,采樣和計算延時使得被控係統成為一個具有純時間滯後的係統,造成PID控製器穩定域減少,增加了設計難度。
狀態反饋控製
狀(zhuang)態(tai)反(fan)饋(kui)控(kong)製(zhi)可(ke)以(yi)任(ren)意(yi)配(pei)置(zhi)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)極(ji)點(dian),實(shi)現(xian)了(le)逆(ni)變(bian)電(dian)源(yuan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)極(ji)點(dian)的(de)優(you)化(hua)配(pei)置(zhi),有(you)利(li)於(yu)改(gai)善(shan)係(xi)統(tong)輸(shu)出(chu)的(de)動(dong)態(tai)品(pin)質(zhi),具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)瞬(shun)態(tai)響(xiang)應(ying)和(he)較(jiao)低(di)的(de)諧(xie)波(bo)畸(ji)變(bian)率(lv)。但(dan)在(zai)建(jian)立(li)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)狀(zhuang)態(tai)模(mo)型(xing)時(shi)將(jiang)負(fu)載(zai)的(de)動(dong)態(tai)特(te)性(xing)考(kao)慮(lv)在(zai)內(nei),因(yin)此(ci)狀(zhuang)態(tai)反(fan)饋(kui)控(kong)製(zhi)隻(zhi)能(neng)針(zhen)對(dui)空(kong)載(zai)和(he)已(yi)知(zhi)的(de)負(fu)載(zai)進(jin)行(xing)建(jian)模(mo)。由(you)於(yu)狀(zhuang)態(tai)反(fan)饋(kui)控(kong)製(zhi)對(dui)係(xi)統(tong)模(mo)型(xing)參(can)數(shu)的(de)依(yi)賴(lai)性(xing)很(hen)強(qiang),使(shi)得(de)係(xi)統(tong)的(de)參(can)數(shu)在(zai)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)時(shi)易(yi)導(dao)致(zhi)穩(wen)態(tai)誤(wu)差(cha)的(de)出(chu)現(xian)和(he)以(yi)及(ji)動(dong)態(tai)特(te)性(xing)的(de)改(gai)變(bian)。例(li)如(ru)對(dui)於(yu)非(fei)線(xian)性(xing)的(de)整(zheng)流(liu)負(fu)載(zai),其(qi)控(kong)製(zhi)效(xiao)果(guo)就(jiu)不(bu)是(shi)很(hen)理(li)想(xiang)。
重複控製
重(zhong)複(fu)控(kong)製(zhi)是(shi)近(jin)幾(ji)年(nian)發(fa)展(zhan)起(qi)來(lai)的(de)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)逆(ni)變(bian)電(dian)源(yuan)控(kong)製(zhi)方(fang)案(an),它(ta)可(ke)以(yi)克(ke)服(fu)整(zheng)流(liu)型(xing)非(fei)線(xian)性(xing)負(fu)載(zai)引(yin)起(qi)的(de)輸(shu)出(chu)波(bo)形(xing)周(zhou)期(qi)性(xing)的(de)畸(ji)變(bian)。重(zhong)複(fu)控(kong)製(zhi)的(de)思(si)想(xiang)是(shi)假(jia)定(ding)前(qian)一(yi)周(zhou)期(qi)出(chu)現(xian)的(de)基(ji)波(bo)波(bo)形(xing)畸(ji)變(bian)將(jiang)在(zai)下(xia)一(yi)個(ge)周(zhou)期(qi)的(de)同(tong)一(yi)時(shi)間(jian)重(zhong)複(fu)出(chu)現(xian),控(kong)製(zhi)器(qi)根(gen)據(ju)給(gei)定(ding)信(xin)號(hao)和(he)反(fan)饋(kui)信(xin)號(hao)的(de)誤(wu)差(cha)來(lai)確(que)定(ding)所(suo)需(xu)的(de)校(xiao)正(zheng)信(xin)號(hao),然(ran)後(hou)在(zai)下(xia)一(yi)個(ge)基(ji)波(bo)周(zhou)期(qi)的(de)同(tong)一(yi)時(shi)間(jian)將(jiang)此(ci)信(xin)號(hao)疊(die)加(jia)到(dao)原(yuan)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)上(shang),以(yi)消(xiao)除(chu)後(hou)麵(mian)各(ge)個(ge)周(zhou)期(qi)將(jiang)出(chu)現(xian)的(de)重(zhong)複(fu)性(xing)畸(ji)變(bian)。該(gai)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)穩(wen)態(tai)輸(shu)出(chu)特(te)性(xing)和(he)非(fei)常(chang)好(hao)的(de)魯(lu)棒(bang)性(xing),但(dan)該(gai)方(fang)法(fa)在(zai)控(kong)製(zhi)上(shang)具(ju)有(you)一(yi)個(ge)周(zhou)期(qi)的(de)延(yan)遲(chi),因(yin)而(er)係(xi)統(tong)的(de)動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying)較(jiao)差(cha)。自(zi)適(shi)應(ying)重(zhong)複(fu)控(kong)製(zhi)方(fang)案(an),已(yi)經(jing)成(cheng)功(gong)地(di)應(ying)用(yong)於(yu)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)控(kong)製(zhi)中(zhong)。
滑模變結構控製
滑模變結構控製利用不連續的開關控kong製zhi方fang法fa來lai強qiang迫po係xi統tong的de狀zhuang態tai變bian量liang沿yan著zhe相xiang平ping麵mian中zhong某mou一yi滑hua動dong模mo態tai軌gui跡ji運yun動dong。該gai控kong製zhi方fang法fa最zui大da的de優you點dian是shi對dui參can數shu變bian化hua和he外wai部bu幹gan擾rao的de不bu敏min感gan性xing,即ji強qiang魯lu棒bang性xing,加jia上shang其qi開kai關guan特te性xing,特te別bie適shi用yong於yu電dian力li電dian子zi係xi統tong的de閉bi環huan控kong製zhi。但dan滑hua模mo變bian結jie構gou控kong製zhi存cun在zai係xi統tong穩wen態tai效xiao果guo不bu佳jia、理想滑模切換麵難於選取、kongzhixiaoguoshoucaiyanglvdeyingxiangdengruodian。rujin,nibiandianyuandehuamobianjiegoukongzhideyanjiufangxingweiai,tebiehuamobiankongzhiheqitazhinengkongzhicelvexiangjiehesuogouchengdefuhekongzhicelvedeyanjiubeishouguanzhu。
無差拍控製
無差拍控製是一種基於微機實現的PWM方案,它根據逆變電源係統的狀態方程和輸出反饋信號來計算逆變器的下一個采樣周期的脈衝寬度,80年代末引如到正弦波逆變電源控製係統中。對於線性係統來說,該控製方法具有很好的穩態特性和快速的動態響應。其缺點也十分明顯:它(ta)對(dui)係(xi)統(tong)參(can)數(shu)的(de)變(bian)化(hua)反(fan)應(ying)靈(ling)敏(min),即(ji)魯(lu)棒(bang)性(xing)較(jiao)差(cha)。一(yi)旦(dan)係(xi)統(tong)參(can)數(shu)出(chu)現(xian)較(jiao)大(da)波(bo)動(dong)或(huo)係(xi)統(tong)模(mo)型(xing)建(jian)立(li)不(bu)準(zhun)確(que)時(shi),係(xi)統(tong)將(jiang)出(chu)現(xian)很(hen)強(qiang)的(de)震(zhen)蕩(dang)。為(wei)此(ci),在(zai)無(wu)差(cha)拍(pai)控(kong)製(zhi)之(zhi)中(zhong)引(yin)入(ru)智(zhi)能(neng)控(kong)製(zhi)是(shi)當(dang)今(jin)的(de)研(yan)究(jiu)熱(re)點(dian)之(zhi)一(yi)。
智能控製
智能控製技術主要包括模糊控製、神經網絡和專家係統等,對於高性能的逆變電源係統,模糊控製器有著以下優點:
查(zha)找(zhao)模(mo)糊(hu)控(kong)製(zhi)表(biao)占(zhan)用(yong)處(chu)理(li)器(qi)的(de)時(shi)間(jian)很(hen)少(shao),因(yin)而(er)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)較(jiao)高(gao)采(cai)樣(yang)率(lv)來(lai)補(bu)償(chang)模(mo)糊(hu)規(gui)則(ze)的(de)偏(pian)差(cha)。具(ju)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)魯(lu)棒(bang)性(xing)和(he)自(zi)適(shi)應(ying)性(xing),模(mo)糊(hu)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)設(she)計(ji)不(bu)需(xu)要(yao)被(bei)控(kong)對(dui)象(xiang)的(de)精(jing)確(que)數(shu)學(xue)模(mo)型(xing)。
從cong理li論lun上shang來lai說shuo,非fei線xian性xing的de函han數shu是shi能neng夠gou被bei模mo糊hu控kong製zhi以yi任ren意yi精jing度du來lai接jie近jin的de。但dan實shi際ji上shang模mo糊hu控kong製zhi的de分fen檔dang與yu規gui則ze是shi在zai一yi定ding的de限xian製zhi之zhi下xia進jin行xing的de,所suo以yi隸li屬shu函han數shu上shang會hui有you一yi定ding的de人ren為wei因yin素su包bao含han其qi中zhong。這zhe就jiu意yi味wei著zhe模mo糊hu控kong製zhi的de精jing度du實shi際ji上shang還hai是shi進jin一yi步bu有you待dai提ti高gao的de。
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