内模控制提升三相PWM整流器系统性能：降超调、增强鲁棒性

本文主要探讨了在三相电压型PWM整流器的双闭环控制系统中，针对存在的直流母线电压超调大、抗扰动能力弱以及鲁棒性差的问题，提出了一种基于内模控制的改进策略。传统的双闭环控制系统，电流内环和电压外环分别采用PI控制器，然而这种结构在处理动态响应和稳态性能方面存在不足。 内模控制作为一种有效的控制方法，其核心在于引入一个内部模型，通过控制器同时作用于实际系统和这个模型，从而实现对系统性能的提升。文章首先介绍了内模控制的基本原理，强调了其设计简单、跟踪性能优良、鲁棒性强，能够有效地抑制不可测干扰的特点。内模结构图展示了这种控制方式的典型配置，包括控制器、过程模型和反馈回路。 在实际应用中，文章选择了北京科技大学350mm热轧机主传动改造项目作为背景，该项目的目标是升级原有的直流系统为交流调速系统，其中的电压型PWM整流器作为关键环节。传统的双闭环控制中，电压环的PI控制器未能充分解决电压稳定性和抗扰动问题，因此作者决定引入内模控制器来优化电压外环。 设计中，作者详细分析了内模控制器中滤波器参数的选择，这是确保控制性能的关键步骤。通过MATLAB/SIMULINK进行仿真研究，结果显示采用内模控制器后的系统，直流母线电压超调明显减少，对系统扰动的抑制更加迅速，表现出更好的鲁棒性，整体性能超越了传统的PI控制器。 总结来说，本文的主要贡献在于提出并验证了一种改进型三相PWM整流器控制系统，通过内模控制技术有效提升了直流母线电压的稳定性、抗扰动能力和系统鲁棒性，对于提高交流变频调速系统的整体性能具有实际意义。