基于DSP重复控制技术在逆变电源系统中的应用

　　根据内模原理，重复控制设计的基础是受控系统稳定，然后加入重复内模，以获得周期性输入或干扰的无静差特性。设计重复控制系统需要知道受控系统的精确模型，这样才能设计出满足稳定域关系的补偿器。加入重复控制器后的系统如图5所示。

　　图5中T是基波周期;S(s)为需要设计的补偿器;Gp(s)为受控系统的平均模型，即式(3)。

　　为简化分析，忽略滤波电感等效串联电阻rL和滤波电容等效串联电阻rc，将Kvf，Utr、Ud恒定增益环节视为单位增益，可以得到简化为单位反馈的逆变器平均模型，即

　　由图3可以获得重复控制系统的开环传递函数为

　　由于纯延时环节e-Ts的存在，模拟上难于实现，需要将其离散化，从而采用离散系统的分析方式。其中e-Ts=z-N，N为一个基波内的采样次数。Q是用于改善重复控制器内模临界稳定特性的，可以是一个略小于l的参数或低通滤波器，常数型Q和函数型的对比，函数型在低频段具有更高的增益，稳态特性将更加理想，不过也能看出它会引入相移，因此，需要再针对它设计相位补偿，设计不好，系统有可能不稳定，反而达不到预期的稳定性补偿效果，因此，在通常的设计中，常选择常数性Q=0.95作简化设计。

　　3 实验结果

　　基于前面的理论分析，设计了一台基于DSPTMS320LF2407A控制的单相1kW逆变器，控制算法均由DSP编程实现，逆变器由单相全桥电路构成，开关管工作频率为20kHz，并通过LC滤波器输出交流电压。逆变器控制系统根据前述的瞬时控制结构结合重复控制策略进行设计。

　　从实验结果可以看出，逆变器采用本文的控制系统，稳态输出波形质量好，总谐波畸变率小。在线性和非线性负载条件下均保持了高性能的输出效果，系统同时得到了满意的稳态输出波形和动态效果。

　　4 结语

　　本文分析了基于DSP的重复控制策略在数字化正弦波逆变电源系统中的应用，提出了一种基于电感电流反馈控制和电压重复控制的复合控制策略。该策略吸取了电流环瞬时控制和重复控制的长处，克服了它们各自的不足，使系统得到了较为理想的稳态特性和动态特性。实验结果证明，本文提出的基于重复控制的逆变器控制系统是一种实用的正弦波逆变电源控制方案，并能达到高性能的控制效果。