单相逆变器闭环控制仿真 采用比例谐振控制PR控制电压电流双闭环控制输出给定交流峰值220V输出和给定RMS完全跟随如效果图所示 plecs/matlab/simulink模型 ~在电力电子领域单相逆变器的闭环控制是实现高质量电能输出的关键。今天咱们就来聊聊采用比例谐振控制PR控制结合电压电流双闭环控制的单相逆变器仿真那些事儿目标是输出给定交流峰值220V并且让输出和给定RMS完美跟随就像效果图展示的那样。为啥选PR控制PR控制在对特定频率信号跟踪和抑制上有着得天独厚的优势。传统PI控制对于交流信号跟踪存在稳态误差而PR控制能对指定频率的正弦信号实现零稳态误差跟踪。比如对于50Hz的交流电PR控制可以精准“锁定”让逆变器输出紧紧跟随给定值。电压电流双闭环控制结构整体采用电压电流双闭环控制。电流环作为内环响应速度快能快速跟踪电流指令对负载变化迅速做出反应抑制电流的畸变。电压环作为外环主要负责维持输出电压的稳定保证输出电压和给定值一致。搭建Plecs/Matlab/Simulink模型下面以Matlab/Simulink为例简单说下搭建思路。1. 主电路搭建首先构建单相逆变器主电路一般由直流电源、IGBT等功率器件组成的桥臂以及滤波电路构成。例如直流电源可以用DC Voltage Source模块表示IGBT桥臂可以通过Power Electronics库中的IGBT模块搭建滤波电路可以用RLC Branch等模块搭建。2. 控制算法实现 - PR控制在Simulink中实现PR控制可以自己搭建传递函数模块。PR控制器传递函数为\[G{PR}(s)Kp\frac{2Kr\omegacs}{s^2 2\omegacs\omega0^2}\]单相逆变器闭环控制仿真 采用比例谐振控制PR控制电压电流双闭环控制输出给定交流峰值220V输出和给定RMS完全跟随如效果图所示 plecs/matlab/simulink模型 ~其中 \(Kp\) 是比例系数\(Kr\) 是谐振系数\(\omegac\) 是截止频率\(\omega0\) 是谐振频率。以50Hz系统为例\(\omega_0 2\pi\times50\)。在Simulink中可以用Transfer Fcn模块来实现上述传递函数。先分别搭建分子分母多项式对应的Transfer Fcn模块然后通过加法器等模块组合成完整的PR控制器。% 假设参数 Kp 0.1; Kr 10; wc 2*pi*10; % 截止频率10Hz w0 2*pi*50; % 谐振频率50Hz % 分子多项式 num_PR [2*Kr*wc Kp*(2*wc) 0]; % 分母多项式 den_PR [1 2*wc w0^2];3. 双闭环连接将电流环和电压环按照双闭环结构连接起来。电压环的输出作为电流环的给定值电流环的输出经过PWM调制后驱动主电路的IGBT。仿真结果分析通过仿真当给定输出交流峰值220V时我们可以观察到输出电压和电流波形。从示波器模块采集的数据来看输出RMS值和给定值完美跟随就像效果图展示的那样证明了PR控制结合双闭环控制在单相逆变器中的有效性。这一趟单相逆变器闭环控制仿真之旅我们通过在Plecs/Matlab/Simulink搭建模型实现了基于PR控制的电压电流双闭环控制成功达到了输出要求。希望对大家在电力电子仿真这块有所启发