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(1)PD 控制 PID控制由于其算法簡單、魯棒性好和可靠性高，被廣泛應用于自動控制領域。 早期逆變器的波形控制通常采用模擬PID 控制，單純采用輸出電壓的瞬時值反饋，利用模擬PID 控制器進行調節?？梢詫⒖颊也ǖ那梆伩刂婆c輸出電壓誤差的PID控制結合起來，提高逆變器的動態響應性能，改善輸出波形的質量。由于PID 控制無法實現對正弦指令的無靜差跟蹤，實際上往往需要增設外環均值反饋以保證系統的穩態精度。
隨著DSP的出現，逆變器的瞬時值反饋數字PID控制成為可能。由于逆變器空載 時有很強的振蕩性，積分環節又引入新的相位滯后，為保證系統穩定，比例環節的作 用不能太強；加上數字控制的采樣保持、運算時間引入的相位滯后以及量化誤差等因 素的影響，減小了最大可得到的脈寬，使得逆變器的輸出電壓波形畸變較高，特別是 在非線性負載條件下輸出電壓的THD值較大。提出了一種預測型PID 控制器， 較好地克服了時間滯后造成的影響。通過各種補償措施、采用高速 A/D 和高速 DSP 以及提高開關頻率的方法可以在一定程度上改善數字 PID 控制的效果，但方案的性價比不高。 (2)雙環控制 由于逆變器輸出端LC濾波器具有欠阻尼二階頻率特性，單環控制對于交流電壓 的調節有些力不從心。為改善性能，可以在PWM逆變器電壓單環的基 礎上增設電感/電容電流內環，利用電流內環快速、及時的抗擾動性能來改善輸出波形。同時，通過電流內環對被控對象的改造，可以大大簡化電壓外環的設計雙閉環控制要求對逆變器在不同控制器參數下的開環和閉環頻率特性進行全面的分析，此外由于電流內環為抑制輸出電壓和非線性負載的擾動，必須具備足夠高的帶寬，才能獲得滿意的性能，這加大了數字控制器實現的難度。 (3)狀態反饋控制 UPS逆變器對輸出波形的要求包括兩個方面：高穩態精度；快動態性能。改善逆 變電源動態特性的一個方法是采用雙閉環控制方案，但雙環型的控制方案對控制速度 要求較高，實現起來較困難。單就改善動態特性而言，狀態反饋不失為一種簡單有效的手段，逆變器狀態反饋控制原理框圖狀態反饋控制利用狀態反饋實現了逆變器系統極點的優化配置，輸出具有良好的瞬態響應效果。該方法可以明顯的改善系統的動態性能，減少過渡過程的響應時間。但這種方法對系統穩態指標的影響不大，對各種干擾引起的波形畸變抑制能力較差。 (4)無差拍控制 狀態變量的無差拍控制最早是由Kalman 于1959年提出。1985年，Gokhale 在 PESC 年會上提出將無差拍控制應用于逆變器控制,逆變器的無差拍控制才引起了廣泛的重視。無差拍控制是一種基于電路方程的控制方式，它利用狀態反饋實現零點和極點的對消，并配置極點于原點，無差拍控制有其自身的局限性： (1)由于采樣和計算時間的延遲，輸出脈沖的占 空比受到很大限制。 (2)對系統參數的變化反應靈敏，系統的魯棒性差。對于采樣和 計算延時的影響，一種方法是通過修改輸出脈沖方式的方法來減小計算延時造成的占空比局限。另一種方法是通過狀態觀測器對系統狀態提前進行預測，用觀測值替代實際值進行控制，從而避免了采樣和計算延時對系繞的影響。 為了提高系統的魯棒性， 一種方法是采用負載電流預測方法來減小負載變動對電 源輸出的影響，但實際改善的程度有限。另一種可行的方法是對系統參數進行在線辨識，從而實時確定控制器參數，以達到良好的控制效果。但是，在線系統辨識的計算復雜度和存儲量都非常大， 一般的微處理器很難在很短的時間內完成。 |
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