CVCF逆变器波形控制技术研究

3　极点配置

重复控制有效的改善逆变器稳态性能，但动态响应欠佳。实际上，逆变器的自然动态特性之所以不好，最主要的原因是逆变器自身的阻尼太弱。对此，最直接有效的解决办法就是引入状态反馈，进行极点配置，增加控制对象的阻尼。
　　图4是为单相逆变器的等效电路，逆变器空载时阻尼最小。因此，在实施极点配置时，假定逆变器处于空载（最恶劣的情况），配置极点时应注意逆变器带载以后阻尼比会变大。

图4　单相PWM逆变器模型
　　取电容电压vC和电容电流iC作为状态变量，PWM逆变器的空载模型为：

　　引入状态反馈

，其中r 是闭环系统参考指令，K是反馈增益阵，则闭环系统的状态方程变为：

　　将闭环极点配置在z域的0.74±0.3i点，此时系统自振荡频率ωn为4454rad/s（大致与LC滤波器截止频率相同）；阻尼比ξ为0.5。图5(a)是系统的突加负载仿真波形,观察发现输出电压在突加瞬间跌落后不能完全回到原来的轨迹，而是有一个固有的静态误差。对反馈系统分析发现，电容电压vC 反馈相当于一个比例环节P，电容电流iC 反馈相当于一个微分环节D，都不能消除静态误差。因此，我们在控制系统中引入积分环节，把输出y的积分量和状态变量一起作为反馈量，假设这个新变量为xI，即

，原来的二阶系统变为了三阶系统

　　新增一个配置极点在z域的0.1，此时系统的突加负载仿真波形如图5(b)所示，我们可以看见原有的静态误差已经被消除。

图5　突加负载仿真对比