電源高手歸納 逆變電源可用控制算法

電源高手歸納 逆變電源可用控制算法

逆變電源在電路設(shè)計中主要負(fù)責(zé)對電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換,,將高頻或者低頻的電流轉(zhuǎn)換為設(shè)計們所需的,。可以說逆變電源在電路中的作用是非常重要的,。逆變電源的設(shè)計中控制算法用來保證功率因數(shù)的穩(wěn)定,,本篇文章通過達(dá)人的經(jīng)驗(yàn),為大家總結(jié)出了逆變電源的控制算法技巧,。
目前逆變電源的控制算法只要有如下幾種:
數(shù)字PID控制
PID控制是一種具有幾十年應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的控制算法,,控制算法簡單,參數(shù)易于整定,,設(shè)計過程中不過分依賴系統(tǒng)參數(shù),,魯棒性好,可靠性高,,是目前應(yīng)用最廣泛,、最成熟的一種控制技術(shù)。它在模擬控制正弦波逆變電源系統(tǒng)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,。將其數(shù)字化以后,,它克服了模擬PID控制器的許多不足和缺點(diǎn),可以方便調(diào)整PID參數(shù),,具有很大的靈活性和適應(yīng)性,。與其它控制方法相比,數(shù)字PID具有以下優(yōu)點(diǎn):
PID算法蘊(yùn)涵了動態(tài)控制過程中過去,、現(xiàn)在和將來的主要信息,,控制過程快速、準(zhǔn)確,、平穩(wěn),,具有良好的控制效果。
PID控制在設(shè)計過程中不過分依賴系統(tǒng)參數(shù),,系統(tǒng)參數(shù)的變化對控制效果影響很小,,控制的適應(yīng)性好,具有較強(qiáng)的魯棒性,。
PID算法簡單明了,,便于單片機(jī)或DSP實(shí)現(xiàn)。
采用數(shù)字PID控制算法的局限性有兩個方面,。一方面是系統(tǒng)的采樣量化誤差降低了算法的控制精度;另一方面,,采樣和計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PID控制器穩(wěn)定域減少,,增加了設(shè)計難度,。
狀態(tài)反饋控制
狀態(tài)反饋控制可以任意配置閉環(huán)控制系統(tǒng)的極點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了逆變電源控制系統(tǒng)極點(diǎn)的優(yōu)化配置,,有利于改善系統(tǒng)輸出的動態(tài)品質(zhì),,具有良好的瞬態(tài)響應(yīng)和較低的諧波畸變率。但在建立逆變器的狀態(tài)模型時將負(fù)載的動態(tài)特性考慮在內(nèi),,因此狀態(tài)反饋控制只能針對空載和已知的負(fù)載進(jìn)行建模,。由于狀態(tài)反饋控制對系統(tǒng)模型參數(shù)的依賴性很強(qiáng),,使得系統(tǒng)的參數(shù)在發(fā)生變化時易導(dǎo)致穩(wěn)態(tài)誤差的出現(xiàn)和以及動態(tài)特性的改變。例如對于非線性的整流負(fù)載,,其控制效果就不是很理想,。
重復(fù)控制
重復(fù)控制是近幾年發(fā)展起來的一種新型逆變電源控制方案,它可以克服整流型非線性負(fù)載引起的輸出波形周期性的畸變,。重復(fù)控制的思想是假定前一周期出現(xiàn)的基波波形畸變將在下一個周期的同一時間重復(fù)出現(xiàn),,控制器根據(jù)給定信號和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的同一時間將此信號疊加到原控制信號上,,以消除后面各個周期將出現(xiàn)的重復(fù)性畸變,。該控制方法具有良好的穩(wěn)態(tài)輸出特性和非常好的魯棒性,但該方法在控制上具有一個周期的延遲,,因而系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)較差,。自適應(yīng)重復(fù)控制方案,已經(jīng)成功地應(yīng)用于逆變器的控制中,。
滑模變結(jié)構(gòu)控制
滑模變結(jié)構(gòu)控制利用不連續(xù)的開關(guān)控制方法來強(qiáng)迫系統(tǒng)的狀態(tài)變量沿著相平面中某一滑動模態(tài)軌跡運(yùn)動,。該控制方法最大的優(yōu)點(diǎn)是對參數(shù)變化和外部干擾的不敏感性,即強(qiáng)魯棒性,,加上其開關(guān)特性,,特別適用于電力電子系統(tǒng)的閉環(huán)控制。但滑模變結(jié)構(gòu)控制存在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)效果不佳,、理想滑模切換面難于選取,、控制效果受采樣率的影響等弱點(diǎn)。如今,,逆變電源的滑模變結(jié)構(gòu)控制的研究方興未艾,,特別滑模變控制和其它智能控制策略相結(jié)合所構(gòu)成的符合控制策略的研究倍受關(guān)注。
無差拍控制
無差拍控制是一種基于微機(jī)實(shí)現(xiàn)的PWM方案,,它根據(jù)逆變電源系統(tǒng)的狀態(tài)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沖寬度,,80年代末引如到正弦波逆變電源控制系統(tǒng)中。對于線性系統(tǒng)來說,,該控制方法具有很好的穩(wěn)態(tài)特性和快速的動態(tài)響應(yīng),。其缺點(diǎn)也十分明顯:它對系統(tǒng)參數(shù)的變化反應(yīng)靈敏,即魯棒性較差,。一旦系統(tǒng)參數(shù)出現(xiàn)較大波動或系統(tǒng)模型建立不準(zhǔn)確時,系統(tǒng)將出現(xiàn)很強(qiáng)的震蕩,。為此,,在無差拍控制之中引入智能控制是當(dāng)今的研究熱點(diǎn)之一。
智能控制
智能控制技術(shù)主要包括模糊控制,、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)等,,對于高性能的逆變電源系統(tǒng),,模糊控制器有著以下優(yōu)點(diǎn):
查找模糊控制表占用處理器的時間很少,因而可以采用較高采樣率來補(bǔ)償模糊規(guī)則的偏差,。具有較強(qiáng)的魯棒性和自適應(yīng)性,,模糊控制器的設(shè)計不需要被控對象的精確數(shù)學(xué)模型。
從理論上來說,,非線性的函數(shù)是能夠被模糊控制以任意精度來接近的,。但實(shí)際上模糊控制的分檔與規(guī)則是在一定的限制之下進(jìn)行的,所以隸屬函數(shù)上會有一定的人為因素包含其中,。這就意味著模糊控制的精度實(shí)際上還是進(jìn)一步有待提高的,。
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