逆變電源的控制算法
① 數(shù)字PID控制
PID控制是一種具有幾十年應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的控制算法,控制算法簡(jiǎn)單,參數(shù)易于整定,設(shè)計(jì)過(guò)程中不過(guò)分依賴系統(tǒng)參數(shù),魯棒性好,可靠性高,是目前應(yīng)用最廣泛、最成熟的一種控制技術(shù)。它在模擬控制正弦波逆變電源系統(tǒng)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。將其數(shù)字化以后,它克服了模擬PID控制器的許多不足和缺點(diǎn),可以方便調(diào)整PID參數(shù),具有很大的靈活性和適應(yīng)性。與其它控制方法相比,數(shù)字PID具有以下優(yōu)點(diǎn):
a、PID算法蘊(yùn)涵了動(dòng)態(tài)控制過(guò)程中過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)的主要信息,控制過(guò)程快速、準(zhǔn)確、平穩(wěn),具有良好的控制效果。
b、PID控制在設(shè)計(jì)過(guò)程中不過(guò)分依賴系統(tǒng)參數(shù),系統(tǒng)參數(shù)的變化對(duì)控制效果影響很小,控制的適應(yīng)性好,具有較強(qiáng)的魯棒性。
c、PID算法簡(jiǎn)單明了,便于單片機(jī)或DSP實(shí)現(xiàn)。
采用數(shù)字PID控制算法的局限性有兩個(gè)方面。一方面是系統(tǒng)的采樣量化誤差降低了算法的控制精度;另一方面,采樣和計(jì)算延時(shí)使得被控系統(tǒng)成為一個(gè)具有純時(shí)間滯后的系統(tǒng),造成PID控制器穩(wěn)定域減少,增加了設(shè)計(jì)難度。
② 狀態(tài)反饋控制
狀態(tài)反饋控制可以任意配置閉環(huán)控制系統(tǒng)的極點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了逆變電源控制系統(tǒng)極點(diǎn)的優(yōu)化配置,有利于改善系統(tǒng)輸出的動(dòng)態(tài)品質(zhì),具有良好的瞬態(tài)響應(yīng)和較低的諧波畸變率。但在建立逆變器的狀態(tài)模型時(shí)將負(fù)載的動(dòng)態(tài)特性考慮在內(nèi),因此狀態(tài)反饋控制只能針對(duì)空載和已知的負(fù)載進(jìn)行建模。由于狀態(tài)反饋控制對(duì)系統(tǒng)模型參數(shù)的依賴性很強(qiáng),使得系統(tǒng)的參數(shù)在發(fā)生變化時(shí)易導(dǎo)致穩(wěn)態(tài)誤差的出現(xiàn)和以及動(dòng)態(tài)特性的改變。例如對(duì)于非線性的整流負(fù)載,其控制效果就不是很理想。
電源由線性電源過(guò)渡到開(kāi)關(guān)電源,再由開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)型到數(shù)字電源,這是行業(yè)的不可逆趨勢(shì)。
ARCH電源早在2011年就啟動(dòng)了這方面的技術(shù)儲(chǔ)備研究。
SINPRO電源也此時(shí)差不多時(shí)啟動(dòng)數(shù)字電源開(kāi)發(fā),目前這兩家公司都有陸續(xù)推出相關(guān)電源產(chǎn)品。
PID控制是一種具有幾十年應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的控制算法,控制算法簡(jiǎn)單,參數(shù)易于整定,設(shè)計(jì)過(guò)程中不過(guò)分依賴系統(tǒng)參數(shù),魯棒性好,可靠性高,是目前應(yīng)用最廣泛、最成熟的一種控制技術(shù)。它在模擬控制正弦波逆變電源系統(tǒng)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。將其數(shù)字化以后,它克服了模擬PID控制器的許多不足和缺點(diǎn),可以方便調(diào)整PID參數(shù),具有很大的靈活性和適應(yīng)性。與其它控制方法相比,數(shù)字PID具有以下優(yōu)點(diǎn):
a、PID算法蘊(yùn)涵了動(dòng)態(tài)控制過(guò)程中過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)的主要信息,控制過(guò)程快速、準(zhǔn)確、平穩(wěn),具有良好的控制效果。
b、PID控制在設(shè)計(jì)過(guò)程中不過(guò)分依賴系統(tǒng)參數(shù),系統(tǒng)參數(shù)的變化對(duì)控制效果影響很小,控制的適應(yīng)性好,具有較強(qiáng)的魯棒性。
c、PID算法簡(jiǎn)單明了,便于單片機(jī)或DSP實(shí)現(xiàn)。
采用數(shù)字PID控制算法的局限性有兩個(gè)方面。一方面是系統(tǒng)的采樣量化誤差降低了算法的控制精度;另一方面,采樣和計(jì)算延時(shí)使得被控系統(tǒng)成為一個(gè)具有純時(shí)間滯后的系統(tǒng),造成PID控制器穩(wěn)定域減少,增加了設(shè)計(jì)難度。
② 狀態(tài)反饋控制
狀態(tài)反饋控制可以任意配置閉環(huán)控制系統(tǒng)的極點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了逆變電源控制系統(tǒng)極點(diǎn)的優(yōu)化配置,有利于改善系統(tǒng)輸出的動(dòng)態(tài)品質(zhì),具有良好的瞬態(tài)響應(yīng)和較低的諧波畸變率。但在建立逆變器的狀態(tài)模型時(shí)將負(fù)載的動(dòng)態(tài)特性考慮在內(nèi),因此狀態(tài)反饋控制只能針對(duì)空載和已知的負(fù)載進(jìn)行建模。由于狀態(tài)反饋控制對(duì)系統(tǒng)模型參數(shù)的依賴性很強(qiáng),使得系統(tǒng)的參數(shù)在發(fā)生變化時(shí)易導(dǎo)致穩(wěn)態(tài)誤差的出現(xiàn)和以及動(dòng)態(tài)特性的改變。例如對(duì)于非線性的整流負(fù)載,其控制效果就不是很理想。
電源由線性電源過(guò)渡到開(kāi)關(guān)電源,再由開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)型到數(shù)字電源,這是行業(yè)的不可逆趨勢(shì)。
ARCH電源早在2011年就啟動(dòng)了這方面的技術(shù)儲(chǔ)備研究。
SINPRO電源也此時(shí)差不多時(shí)啟動(dòng)數(shù)字電源開(kāi)發(fā),目前這兩家公司都有陸續(xù)推出相關(guān)電源產(chǎn)品。