3.1 周期延时系数的选择
每基波周期对输出电压的采样次数,N=fc/f。其中fc为参考输入基波频率,f为载波频率。
3.2 补偿器的设计
由被控系统P(z)幅频特性曲线可知:在ω=4 564 rad/s处有一谐振尖峰。补偿器S(z)用以消除该谐振峰。选取二阶振荡环节在中低频段与P(z)对消,在高频段急剧衰减,其中ζ=l,ωn=4 600。为了改善补偿性能,设计中引入Notch函数时对谐振尖峰起陷波作用。则完整的补偿器形式为:S(z)=S1(z)F(z)。
3.3 zKKrQ(z)的设计
被控对象P(z)和补偿器S(z)都存在着很大的相位滞后,所以采用相位补偿环节Zk进行补偿。通过相频曲线比较确定,当k=10时,S(z)P(z)与z-10与在中低频段吻合,相位得到补偿。Kr的取值范围是O~1,类似一个比例控制器的功能。本例中,Kr取0.21可得到满意的调节效果。
Q(z)应为接近1的常数,当Q(z)取小于1的常数时,使得原点为Q(z)端点的单位圆整体左移,可以保证系统在全频段的稳定性,本例中取经验值0.95。
3.4 仿真实验
在阻性和阻感性负载条件下,对系统进行仿真,比较输出电压与参考输入的波形结果如图3、图4所示。
由图3可以看出,引入重复控制器后,系统在阻性负载条件下,谐波含量少,输出电压波形正弦度好;相位上也与基准电压保持一致。波形质量较好。由图4看出.重复控制对于波形幅值的调节效果不如阻性负载时.波形正弦度明显变差,谐波含量大。这说明重复控制对于随机干扰的抑制有一定困难,具有动态性能差的缺陷。但从结果也看出,引入重复控制后,相位调节效果好,输出波形相位与输入基准基本保持一致,这一点给逆变器波形控制以及逆变器的并联提供了一个有利条件。
4 结语
分析了逆变器领域常用的双向电压源高频链逆变器的结构和原理,研究了基于电压反馈的离散重复控制技术。通过实验可以看出,引入重复控制器后,系统输出波形的谐波含量明显减少,输出电压波形质量大大提高;在相位的调节上效果更加明显,使输出波形能够在相位上与输入基准保持一致,为逆变器的并联提供了有利条件。