三相电压型pwm逆变器dq解耦

### 三相电压型PWM逆变器DQ解耦控制原理

#### 背景介绍
在现代电力电子技术中，为了提高系统的动态响应速度和稳态精度，通常采用双闭环控制系统来实现对逆变器的有效控制。对于三相电压型PWM逆变器而言，在dq旋转坐标系下实施的电压外环电流内环双闭环PI控制策略能够显著改善系统性能[^1]。

#### DQ解耦控制基本概念
通过克拉克变换(Clarke Transformation)和平面旋转变换(Park Transformation)，可以将静止abc坐标系中的三相对称分量转换至同步旋转d-q坐标系中。这种变换使得原本复杂的非线性方程组简化为易于处理的形式，从而便于应用经典的自动控制理论进行分析与设计[^3]。

#### 解耦过程详解
当完成上述坐标的映射之后，接下来就是针对各个轴向上的变量分别建立独立的一阶惯性环节模型，并引入相应的补偿机制以消除交叉项的影响。具体来说：

- 对于直流量(d-axis component)，主要负责维持直流母线电压稳定；
- 对于交变量(q-axis component)，则用于跟踪给定的有功功率指令并调整输出频率。

在此基础上，利用比例积分控制器(Proportional Integral Controller, PI controller)作为核心调节单元，配合恰当的比例系数设置以及前馈通道的设计，最终达到理想的解耦效果[^2]。

function [ud_ref, uq_ref] = dq_decoupling_control(id, iq, omega, Ld, Lq, R, pwr_cmd)
    % 计算误差信号
    ed = ud_ref - id;
    eq = uq_ref - iq;

    % 应用PI控制器计算参考电压
    Kp_d = ...; Ki_d = ...;  % 设定合适的参数
    Kp_q = ...; Ki_q = ...;  
    ud_ref = pid_controller(Kp_d, Ki_d, ed);
    uq_ref = pid_controller(Kp_q, Ki_q, eq);

    % 添加必要的前馈补偿项
    ud_ref = ud_ref + (omega * Lq * iq);   % 补偿由iq引起的交叉影响
    uq_ref = uq_ref - (omega * Ld * id);   % 补偿由id引起的交叉影响
    
end

该函数展示了如何基于当前测量得到的电流值`id`, `iq`及其对应的角速度`omega`以及其他电路参数(Ld,Lq,R), 来计算所需的参考电压`ud_ref`,`uq_ref`. 这里还加入了两项重要的前馈补偿措施，用来抵消不同轴之间的相互作用力，进而实现了真正的解耦操作.