PWM逆变电源数字双环控制的优化设计与性能验证

PWM逆变电源数字双环控制是现代电力电子技术中的关键组成部分，尤其在电机驱动、不间断电源（UPS）和可再生能源系统等领域广泛应用。本文《PWM逆变电源电流内环电压外环数字双环控制技术研究》由华中科技大学电气与电子工程学院的唐诗颖和彭力进行深入探讨，他们的邮箱地址为tsy33939396@163.com。 该研究的核心内容聚焦于利用脉冲宽度调制（PWM）技术的逆变器系统，通过数字双环控制策略实现对电流和电压的精确控制。电流内环控制确保逆变器输出的交流电流稳定，而电压外环则负责保持直流母线电压的恒定。采用极点配置方法，研究者设计了一套针对整个闭环系统的控制参数，以优化系统的动态性能和稳定性。 数字控制技术的关键挑战之一是处理数字处理器的采样和计算延迟，这可能导致占空比受限，影响逆变器的效率。为此，论文提出了一种创新的解决方案，即结合状态观测器和扰动观测器的设计。状态观测器的作用是实时估计系统状态，以减小由于采样误差、模型不确定性等因素引起的预测误差。而扰动观测器则用于检测和补偿外部扰动，提高了系统的抗干扰能力。 为了进一步提升控制精度，文中引入了重复补偿机制，该机制能够在状态观测器输出中加入额外的信息，以减小预测误差，从而增强控制系统的动态响应能力和准确性。通过详尽的仿真分析和实际试验，研究结果证实了这种带有重复补偿的状态观测器在预测系统状态方面的优越性能。 这项研究不仅验证了数字双环控制在PWM逆变器中的有效性，还展示了其在稳态性能和快速响应速度上的优势。这对于提高逆变器的效率、降低损耗以及实现高效、稳定的电力转换具有重要意义。随着电力电子技术的不断发展，这种控制策略将在未来的技术革新中扮演重要角色。