非线性复合控制策略优化三相电压型逆变器性能

本文主要探讨了一种针对三相电压型逆变器的非线性复合控制策略，旨在解决在实际应用中精确线性化过程中反馈增益矩阵参数选择的不确定性问题。研究首先基于非线性微分几何理论，验证了该三相电压型逆变器的仿射非线性模型符合2输入2输出系统精确线性化的条件。通过非线性坐标变换，将系统转换到参数严格的反馈形式模型。 作者采用反步法进行控制设计，通过逐步构建虚拟控制相量和中间控制相量，确保系统状态分量能够达到渐近稳定性。这种策略的关键在于通过控制策略的优化，使得非线性系统的动态特性在一定程度上接近线性，从而简化了控制器设计和分析的复杂性。这种方法避免了对反馈增益矩阵进行频繁调整的需要，提高了控制的稳定性和可靠性。 在介绍中，作者提到了三相电压型逆变器的基本构成，包括全控型开关器件、滤波电感和电容，以及负载电阻。通过定义虚拟线电流和线开关函数，作者给出了系统的非线性微分方程，并通过开关周期平均算子将其转换为连续系统。接着，通过选取适当的状态变量（如线电流、线电压等）、控制输入（占空比）和输出变量，构建了系统的仿射非线性数学模型。 文章的核心部分详细阐述了线性化条件的验证过程，强调了系统满足线性化要求的重要性。依据微分几何理论，当系统满足两个关键条件时，即可通过线性化方法处理非线性特性，这为后续的控制策略设计奠定了基础。 最后，作者通过实验验证了所提出的非线性复合控制策略的有效性和实用性。实验结果表明，这种方法不仅提高了系统的控制性能，还降低了设计的复杂性，对于实际的三相电压型逆变器系统具有重要的工程价值。 总结来说，这项研究提供了一种创新的控制策略，它结合了精确线性化和反步法，减少了三相电压型逆变器系统设计中的不确定性，提升了系统的稳定性，为逆变器控制领域的实际应用提供了有力的支持。