车然来
数控技术
基于模糊自适应整定PID控制的逆变电源的研究
张路孙志毅何秋生
(太原科技大学电子信息工程学院山西太原030024)
摘要：本文通过对进变电源输出特性的分析，建立了单相SPWM逆变器的MATLAB仿真模型，提出一种模期自适应整定PID的电压电流双闲环控制方案，通过与数宇PID)控制进行了仿具比较，结累表明模糊自适应整定PID控制应用在逆变电源中具有更好的稳态和动态愉出特性以及更低的总增波畸变率
关键调：模棚PID控制教字PID控制逆变电源中图分类号：TP273+.4;TP391.9
文账标识码：A
1、引言
电源系统是当代电子设备中必不可少的重要组成部分，随着电力电子技术的飞速发展和各行各业对电气设备控制性能要求的提高，逆变技术在许多领城的应用越来越广泛，对电源性能的要求也越来越高。逆变电源系统可分为开环控制系统和闭环控制系统，而开环控制系统的输出在电网电压和负载突变时，稳定性不高控制效果不理想，应用的场合不广泛。当前通常采用闭环控制系统。为了使逆变系统性能更加稳定，在系统中引人滤波电感电流和电容电压形成双闭环控制，通过对输出电压电流反馈与参考信号比较控制波形稳定输出。早期的逆变闭环控制多采用数字PID控制，通过采样产生误差信号运用PID控制器进行调节，而当负载变化特别是非线性
V3
U.e
森电流
级动
SPWM 发生器
HPI控制器 fakaki 模期控制%
X
模期自适成繁定PID控制器
深样
P控制器-&+价定电压
参考信号
图1为逆变等效电路模糊控制设计框图
表1
EC NB
Kr
NM NS% PS Wel PB
万方数据
NB PB PB PB PB PB PB PB PR PM PM PS PS NN
△kp和△ki的模糊规则表
NM PM PB PM PB PS PB
PM PS
z Z
2 7
NS PM PB FS PM
PS 2 NS NS NM NM
NZ PS NM PS NS NN 7
NN NM NS NB NM
PZ NB NM NM NS NN
2 PS NS PM NM
PS NM NM NS NS z
pS PS PS PM PN PR
PM% z
PS PS
PN PM PB PE
PB 2 PS PS PB PB >B PB PB PB PB PB B PB
文章编号：1007-9416(2012)02-0031-02
负载时，由于PID参数不易整定而导致控制性能不够理想使系统稳定性下降。
本文针对数字PID对于系统稳定性不高等间题，结合模棚自适应控制自整定PID参数，电压外环采用障时值的数字P控制，主要抑制输出电压的畸变；电流内环采用模糊自适应整定PID控制，由于 SPWM逆变器主要提供调速，不要求很高的响应速度，有比例环节改善响应速度已经足够，因此这里采用模糊PI控制，能够瞬时控制输出电压，对于非线性负载，尤其是输出电流波形失真小，提高了系统动态响应特性。
2、逆变电源控制方案的设计
图1为逆变等效电路模期控制设计框图，如图所示，通过外环采样电容电压反馈信号与给定的电压参考信号比牧产生误差信号通过P控制调节作为给定电流参考信号，再与采样电感电流反馈信号比较产生误差信号，最后与固定频率的三角波载波比较产生SPWM 控制脉冲作为开关管的门级脉冲驱动信号。叫为了减少输出谐波含量.这里采用双极性SPWM调制.即使逆变桥中V1、V4与V2、V3两组对管高频互补通断。
3、模糊自适应整定PID控制器的设计
本文采用二维结构模期控制器，以采样信号与参考信号的误差 e和误差的变化ec为输人量，以控制量的变化为输出量，这样的模糊
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图2感性负载下逆变电路输出波形