三相PWM整流器非线性双环控制策略分析

"三相VSR新型双环控制策略研究 (2012年)，纪明伟 - 安徽建筑工业学院机械与电气工程学院" 本文主要探讨的是三相电压型脉宽调制（PWM）整流器的新型双环控制策略，旨在提高其动态性能和鲁棒性。作者首先建立了三相电压型PWM整流器在d-q坐标系下的非线性数学模型，这是一个考虑了电感、电阻和开关元件的复杂系统。通过非线性输入变换和引入交流侧与直流侧的功率平衡方程，作者推导出了该整流器的线性化数学模型。 接着，文章设计了一个双闭环控制系统。电压环作为外环，采用非线性比例积分（PI）控制，能够有效地调节直流输出电压，确保电压控制的精度。电流环作为内环，采用反馈线性化控制策略，以解耦电流控制，提高系统的响应速度和稳定性。这种控制策略的优势在于，即使在面对系统参数变化或扰动时，也能保持良好的动态性能和强鲁棒性。 仿真结果证实了该控制方案的有效性。系统表现出优秀的动态特性，如快速的电压调整能力和对扰动的抑制能力。此外，控制系统全局稳定，输出的直流电压没有稳态误差，这意味着系统在长期运行中能保持准确的电压控制，这对于许多应用，如新能源并网发电、有源滤波和无功补偿等，都是至关重要的。 三相电压型PWM整流器因其高功率因数、低电流畸变和双向能量流动等优点，广泛应用于多个领域。然而，由于其非线性和多输入多输出特性，常规控制策略往往无法达到理想效果。文章提出的线性化和反馈线性化控制策略，为解决这一问题提供了新的思路。 这篇论文深入研究了三相VSR的控制策略，通过非线性建模和线性化处理，设计出了一种能够优化动态性能和增强鲁棒性的双环控制系统。这种方法不仅有助于提升系统整体性能，也为未来类似系统的控制设计提供了理论依据和实践参考。