基于LC滤波的电力电子逆变器双环控制研究

资源摘要信息:"电力电子单相逆变器外环采用比例谐振（Proportional Resonant，简称PR）控制，内环采用比例（Proportional，简称P）控制，通过输出侧的LC滤波器实现了对给定信号的完全跟踪。该系统有两个Simulink模型文件，分别对应于Matlab 2018版本和Matlab 2021版本。" 知识点详细说明： 1. 电力电子逆变器概念： 逆变器是电力电子领域中的一种关键设备，它可以将直流电（DC）转换为交流电（AC）。逆变器广泛应用于太阳能发电系统、UPS（不间断电源）、电动车辆等设备中，是实现电能转换的重要装置。 2. 单相逆变器： 单相逆变器指的是输出为单相交流电的逆变器。与多相逆变器相比，单相逆变器结构相对简单，控制算法也较为容易实现，但其输出功率和性能相较于多相逆变器有限。 3. 比例谐振（PR）控制： PR控制是一种先进的控制策略，用于电力电子转换器的输出电压或电流控制。它结合了比例控制和谐振控制的优点，能够在特定的谐振频率上提供无静差控制，使得系统能够对正弦波信号进行精确跟踪。PR控制器特别适用于电力系统中，因为它可以有效地对基波频率进行控制，同时抑制谐波。 4. 电压电流双环控制： 电压电流双环控制是逆变器控制中的一种常用方法，它包括一个电压外环和一个电流内环。电压外环通常用于确定输出电压的参考值，而电流内环则确保实际电流能够紧密跟随由电压外环给出的参考电流。这种控制策略能够提高系统的动态响应速度和稳定性能。 5. 输出侧LC滤波： 在逆变器的输出侧加入LC滤波器，可以有效地过滤掉逆变器开关过程中产生的高频噪声和谐波，从而使输出波形接近理想的正弦波形。LC滤波器由一个电感器（L）和一个电容器（C）组成，它在谐振频率上呈现较低的阻抗，允许基波电流通过，同时阻挡高频谐波。 6. 完全跟踪给定信号： 在逆变器控制系统中，能够完全跟踪给定信号意味着逆变器的输出能够精准地复制输入参考信号的波形和相位，这要求控制算法具有很好的动态跟踪性能和稳定性。 7. Matlab与Simulink： Matlab是一种高级的数学计算和仿真软件，广泛应用于工程计算、数据分析、算法开发等。Simulink是Matlab的一个附加产品，它提供了一个交互式的图形环境，用于模拟动态系统，并且可以用来建立和模拟电力电子系统。Matlab 2018和Matlab 2021是Matlab软件的两个不同版本，其核心功能相似，但可能会有界面、功能和性能等方面的差异。 8. 文件格式说明： PR2021.slx和PR2018.slx文件名表明这些是Simulink的模型文件，其中包含电力电子单相逆变器的控制系统模型。".slx"是Simulink模型文件的常用后缀，代表了该文件包含了模型的图形化表示、参数设置和仿真配置等信息。 9. 版本兼容性问题： 由于文件名中包含2018和2021，这暗示了软件模型文件可能具有特定版本的兼容性。在进行Simulink模型仿真时，如果要在不同版本的Matlab中打开模型文件，可能需要进行适当的调整或更新，以确保在新版本Matlab中模型的正确运行和仿真结果的一致性。