单相全桥逆变器非线性控制策略：状态反馈与最优控制

"新型工业化·2014年第4期"的这篇论文主要探讨了单相全桥逆变器的非线性控制策略。作者帅定新通过结合状态反馈精确线性化和二次型最优控制理论，提出了一个创新的方法来优化逆变器的性能。 首先，文章建立了一个单相全桥逆变器的仿射非线性模型，这是理解系统动态行为的基础。在非线性系统分析中，仿射模型能够捕捉到系统中复杂交互效应，这对于设计高效控制器至关重要。接下来，利用状态反馈精确线性化技术，作者推导出了非线性状态反馈表达式。这一过程旨在将原本复杂的非线性系统转化为线性形式，从而使控制设计简化并提高控制精度。 随后，论文引入了无源性控制思想，这是一种利用系统能量守恒的原理来设计控制器的方法。通过设定一个二次型性能指标，作者应用二次型最优控制对状态反馈系数进行了优化设计。这种方法的优点在于它能够确保系统的稳定性和性能的同时，还能降低系统对参数变化和扰动的敏感度。 论文中的控制策略具有几个显著优点：结构简单，降低了实现成本，并且非常适合数字化实现。数值仿真结果证明了这种方法的有效性，表明采用这种控制方法的系统输出无稳态误差，即在长期运行中能保持稳定。此外，输出电压的谐波畸变率显著减小，这意味着电源质量得到了显著提升。同时，该系统还展现出对负载变化的强鲁棒性，即使在负载条件发生变化的情况下，也能保持良好的运行性能。 这篇论文提出的控制策略为单相全桥逆变器的控制设计提供了一个新的视角，它不仅优化了系统的动态特性，而且提高了系统的稳定性和适应性，对于电力电子设备的控制技术发展具有重要的理论和实践意义。