在线式UPS逆变器控制技术：SPWM调压与数字PID优化

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于DSP的在线式UPS数字化控制技术，作者许道飞在导师吴燮华的指导下，深入研究了逆变器的SPWM调压方法和在线式UPS的工作原理，同时关注了死区时间对逆变器输出电压的影响及其补偿策略。论文对比了数字PID控制、无差拍控制、重复控制、模糊控制和神经网络元控制等不同控制方法的优缺点，并专注于数字PID控制和重复控制在UPS逆变器中的应用。提出了一种新的控制方案，该方案结合PI调节和电容电流反馈信号，构建双环控制，旨在实现低硬件需求、高鲁棒性和快速动态响应的逆变器输出电压控制。实验结果证明，该方案在3kVA在线式UPS上实现了良好的控制效果。" 这篇论文的核心知识点包括： 1. 在线式UPS基本原理：在线式不间断电源（UPS）能够在市电断电时提供连续、稳定的电力供应，确保关键设备的正常运行。其工作模式是在正常情况下由交流市电直接供电，而当市电出现问题时，通过电池和逆变器转换为直流电，再逆变为交流电供给负载。 2. SPWM调压方法：脉宽调制（SPWM）是一种逆变器控制技术，通过改变逆变器开关器件的开通和关断时间比例来调整输出电压的平均值，实现电压的平滑调节，同时减少谐波含量。 3. 死区时间的影响：在逆变器中，由于开关器件的开通和关断存在一定的延迟时间，即死区时间，这会导致输出电压的畸变。论文研究了如何补偿这一影响，以提高逆变器的输出质量。 4. 控制方法比较：论文对比了多种控制策略，包括数字PID控制、无差拍控制、重复控制、模糊控制和神经网络元控制，分析了它们在动态响应、稳定性、计算复杂度等方面的特性。 5. 数字PID控制与重复控制：PID控制器因其简单且适应性强而广泛应用于电力系统。重复控制则是一种能够提高系统动态性能的控制策略，尤其适用于抑制高频谐波。 6. 双环控制设计：为了优化逆变器的输出电压特性，论文提出了一种结合PI调节和电容电流反馈的双环控制方案，这种设计可以同时提升系统的静态稳定性和动态响应速度。 7. DSP应用：论文以TI的TMS320F240数字信号处理器作为核心，实现了对3kVA在线式UPS的实时控制，验证了所提控制方案的可行性和有效性。 这篇论文对在线式UPS的控制策略进行了深入研究，特别是在逆变器的SPWM调压和控制方法优化方面，为UPS系统的设计和优化提供了理论依据和技术支持。