逆变电源的几种主要控制算法

逆变电源控制算法是设计和运行逆变电源系统的关键技术之一。只有掌握了逆变电源的控制算法，才能真正意义上的掌握逆变电源的原理和运行方式，从而方便设计。逆变电源广泛应用于电力、通讯、工业设备、卫星通信设备、军用车载、医疗救护车、警车、船舶、太阳能及风能发电等领域。 逆变电源的控制算法主要有数字PID控制、状态反馈控制、重复控制、滑模变结构控制和无差拍控制等。数字PID控制是一种具有几十年应用经验的控制算法，控制算法简单，参数易于整定，设计过程中不过分依赖系统参数，鲁棒性好，可靠性高，是目前应用最广泛、最成熟的一种控制技术。但是，数字PID控制也存在一些局限性，如系统采样量化误差降低了算法的控制精度，采样和计算延时使得被控系统成为一个具有纯时间滞后的系统，造成PID控制器稳定域减少，增加了设计难度。 状态反馈控制可以任意配置闭环控制系统的极点，实现了逆变电源控制系统极点的优化配置，有利于改善系统输出的动态品质，具有良好的瞬态响应和较低的谐波畸变率。但是，状态反馈控制对系统模型参数的依赖性很强，使得系统的参数在发生变化时易导致稳态误差的出现和以及动态特性的改变。 重复控制可以克服整流型非线性负载引起的输出波形周期性的畸变，该控制方法具有良好的稳态输出特性和非常好的鲁棒性，但该方法在控制上具有一个周期的延迟，因而系统的动态响应较差。 滑模变结构控制利用不连续的开关控制方法来强迫系统的状态变量沿着相平面中某一滑动模态轨迹运动，该控制方法最大的优点是对参数变化和外部干扰的不敏感性，即强鲁棒性，加上其开关特性，特别适用于电力电子系统的闭环控制。 无差拍控制是一种基于微机实现的PWM方案，根据逆变电源系统的状态方程和输出反馈信号来计算逆变器的下一个采样周期的脉冲宽度，对于线性系统来说，该控制方法具有很好的稳态特性和快速的动态响应。但是，该控制方法对系统参数的变化反应灵敏，即鲁棒性较差。 智能控制技术主要包括模糊控制、神经网络和专家系统，对于高性能的逆变电源系统，模糊控制器有着以下优点：具有较强的鲁棒性和自适应性，模糊控制器的设计不需要被控对象的精确数学模型。