离散滑模控制在UPS逆变器设计中的应用

3　逆变器控制设计

　　逆变器采取双环结构设计，由电流预测器和电流控制器组成，且两者分别设计各自的切换平面，均采用自由顺序控制方法。电流预测器应具有比电流控制器更快的响应且对负载变化不敏感。电流控制器将具有单边行为特性以有效的消除了以前采用连续滑模控制时出现的抖动现象。电流预测器通过跟踪输出电压的误差估计出所需的电感电流，电流控制器则用来调节电感电流并产生PWM逆变器的控制信号。这样，逆变器将具有限流和固定切换频率的特性。其控制系统方框图如图2所示。

图2　 控制系统方框图

3.1 电流预测器设计

　　为了消除输出电压的静态误差，在系统滑模平面设计中，加入误差积分项

，得到状态方程

　　其中

为参考控制量，

为积分增益

　　与（2）联立后，设采样周期为T，可得到离散系统方程

　　其中

为前馈自相关系数，

的确定将保证在滑模超平面上系统状态趋于稳定。

　　电流预测器控制项为

得到控制项。

　　(11)

3.2 电流控制器设计

　　将（1）离散化，其中采样周期为T，可得

　　　　(12)
　　系统的滑模函数可选为

　　　　　 (13)
　　其中

为跟踪误差
则电流控制器控制项为

　　　　　　　　(14)

　　滑模运动存在性证明与上文相似，并可得到满足条件0r>1，则系统可在无抖动情况下达到滑模平面。并可得其控制项为

　　　　　　　 (15)