改进的Lyapunov直接法控制单相Buck型逆变器

针对传统线性控制存在的稳定局限性问题,应用Lyapunov直接法设计了改进单相Buck型逆变器的改进非线性控制策略。在单相逆变器准稳态平均模型的基础上通过构建了二次型Lyapunov能量函数,导出了满足系统稳定收敛的控制方程,采用积分复位电路模拟求解出了控制方程中的开关占空比,整体控制电路的实现简单。此外,给出了系统的稳定性理论证明和系统稳态性能分析,并给出了所提控制与传统的PID控制的模型对比分析。最后,搭建了实验样机,所给的实验结果证实了理论分析的正确性和所提Lyapunov非线性控制策略的有效性。     

前馈型电压模式控制Buck变换器

在比例控制电压模式结构基础上,结合Buck变换器给出了一种新的控制方式,将输入电压与电容电流采样之和的积分作为PWM环节的动态载波信号,输入电压的前馈确保了比例控制下系统的稳态无差以及良好的抗输入电压扰动能力,电容电流反馈则改善了系统抗负载跳变能力.然后基于系统小信号模型,理论分析了系统的控制性能,并给出了控制参数的选取.整个控制结构简单,参数设计简便,最后仿真和实验结果验证了理论分析的正确性.     

前馈型电压模式控制逆变器

在传统电压模式基础上,对单相全桥逆变器提出了一种前馈型电压模式控制方案,利用开关变换器稳态输入/输出占空比关系构造控制方程,引入输入电压前馈使得输入电压波动对输出无影响,同时在无积分反馈环节下输出电压就能稳定跟踪参考信号,避免了PID控制中积分项对系统性能的影响,控制实现上则采用输入电压积分电路求解控制方程中的开关占空比。进行了性能分析并与传统PID控制逆变器的模型比较,理论分析表明前馈型电压模式控制逆变器具有稳态跟踪性能好、抗输入电压扰动以及对负载跳变动态响应好的优点。仿真对比和实验验证的结果表明理论分析的正确性和前馈型电压模式控制的有效性。所提控制方案具有控制简单、模拟电路容易实现的优点,便于实际应用。