TMS320LF2407A基于DSP数字控制系统的逆变器设计(5)
当数字控制逆变器输出频率较高时，为了保证输出波形质量，必须相应提高开关频率、载波频率，载波周期的缩短可能使 CPU 来不及运算，设计的控制策略就无法得到实现。
数字控制器的运算处理能力毕竟是有限的，当 CPU运算任务繁重或资源不足时，无法完成复杂的数字调节器运算。若选用功能更强大的 CPU，设计成本就会明显增加，降低了产品的竞争力。
针对数字控制逆变系统输出特性不够优良的问题而提出的新的复杂控制算法，如重复控制、无差拍控制等，具有较大的局限性，并不能从根本上解决问题。
鉴于上述原因，在有些应用场合，模拟/数字混合控制逆变器因其较高的性价比而具有较大的实用价值。
目前，在数字控制逆变器中应用较多的控制策略有：PID控制、无差拍控制、滑模变结构控制、状态反馈控制、重复控制、神经网络控制、模糊控制等。PID由于控制技术简单成熟，实用性高，在数字控制逆变器中应用最为广泛。其他的控制策略或多或少存在一些局限，实用性略有不足。
(1)PID 控制
PID 控制是一种传统的控制方法，由于其算法简单成熟，设计过程中不过分依赖于系统的参数，鲁棒性好和可靠性高，在模拟控制的逆变器电源系统中得到了广泛的应用。随着微处理器技术的发展和数字智能控制器的实际应用，许多新型的数字PID算法不断涌现。数字PID算法具有较好的动静态响应特性。
(2)无差拍控制
无差拍控制是一种基于微处理器实现的PWM方案，它是根据逆变器的系统的状态方程和
输出反馈信号来计算下一个采样周期的脉冲宽度。无差拍控制具有如下特点：①暂态响应快,仅为数个开关周期时间；② 波形畸变率小，即使开关频率不是很高，也能得到较好的输出波形品质；③输出电压的香与负载的关系不大，通过调节逆变桥的输出相位来补偿LC滤波器的相位延时；④系统的鲁棒性不强，负载变化、非线性负载或者温度、运行条件等原因出现参数波动时，容易造成系统的不稳定或输出性能的恶化；⑤ 系统的误差与调制比、输出滤波器的参数有关；⑥ 瞬态超调量较大。
(3)状态反馈控制
状态反馈控制是由台湾学者邹应屿等人于1944 年提出的。可以任意配置闭环系统的极点，实现了逆变电源控制系统极点的优化配置，有利于改善系统输出的动态品质，具有良好的瞬态响应和较低的谐波畸变率。但在建立逆变状态模型时很难将负载的动态特性考虑在内，因此状态反馈控制通常只能针对空载和已知的负载进行建模。由于状态反馈控制对系统模型参数的依赖性很强，使得系统在参数和负载发生变化时易导致稳态误差的出现以及动态特性的改变，其控制效果就不是很理想。
(4) 重复控制
逆变器采用重复控制是为了克服整流性负载引起的输出波形的畸变，它通常与其他PWM
控制方式相结合。重复控制的思想是假定前一周期出现的基波在下一基波周期的同一时间重复出现，控制器根据给定信号和反馈信号的误差来确定所需的校正信号，然后在下一个基波周期的同一时间将此信号叠加到原控制信号上，以消除后面各个周期中出现的重复性畸变。
(5)滑模变结构控制
滑模变结构是利用开关控制规则来使得被控系统的状态到达预期的滑动面（超平面）上“滑
动”。它的优点是对参数的变化以及外部干扰的不敏感性，即鲁棒性；特别适应于在负载变化下的功率变换系统的闭环控制中。电力电子变换其本质上为非线性系统，由于滑模变结构控制理论为非线性控制理论，因此滑模变结构控制在电力电子变换器领域的应用得到了广泛的研究。早期的逆变电源的滑模控制多采用模拟控制技术，这存在控制硬件电路特别复杂，控制功能弱的特点。但随着上世纪八十年代离散滑模技术的研究，离散滑模控制策略在电力电子变换器方面的研究得到了国外学者的关注，并发表了相应的文章，国内学者对离散滑模控制应用在电力电子变换器上的研究还是很少，因此有必要对其进行研究。
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