三电平逆变弧焊电源H∞控制系统设计(2)
焊电源包括弧 弧焊发电机。弧焊整流器基本构成是由主变压器、半导体元件和获得外形特征的调节装置组成。它与现在已经基本不生产的直流弧焊发电机相比，具有制造方 声小、损耗小等优点。
焊接电流 电源与脉冲发生电路组成。它具有效 内控制热输入等优点。这种弧焊电 子弧焊,对热输入比较敏感的高合金材料薄板和全 优点。
它把单相三 几百至几万赫的中频交流电, 流或直流电。 整个过程由电 需要的外特性和 率因数高、 控制性能好、 动态响 好等独特的优点,可用于各种弧 发展前途的普 源。
(2)按控制技术的不同，弧焊电源可 控制、电子式控制和数字 制包括：单片机控 控制、ARM控制、DSP控制。
1.2 逆变式弧焊电源的发展趋势
1.3 弧焊逆变器概述
弧焊逆变器的基本 或三相）50Hz或60Hz的交流网 0V（或三相380V），经输入 流和滤波器滤波 所需的平滑直流电压 三相整流约为520V 系统中经逆变主电 电子器件(晶闸管、晶 交替开 至二十万赫兹的中 经高(中)频变压器 几十伏低电压，并借助于电 驱动电路和给定与 等组成)，以及焊接 工艺所需的外 特性。如果需要采用直流电进行 流器整流和经电 的滤波，把高(中)频交 输出。
弧焊逆变器主电 功率系统和焊接电 以上，其负载是焊接 载一短路一负载”的频繁变 条件严酷。
供电系统属一 在电子功率系统的逆变启动过 要求。
承担功率换流的电 计和制作是整机可靠工作 焊方法、容量大小、直流 形式和结构。
1.4 三电平弧焊电源的研究现状及本文的研究内容
对于研究成果 于经典的控制理 法难以对性能指标 处理，且经典控制 控制系统抗 不理想。而上世 Zames提出的 控制方法对 抗干扰能力具 效果。因此，本 变弧焊电源采用 控制方 控 统具 动的能力。本课题 究内 下：
第二章：
第三章： 平逆变 进行系统建模。
第四章：以 为工具对三电平逆 输出反馈 控制 应的 好的抗 力。
第五章：对 仿 证。
2 H∞方法与LMI方法介绍
在正式给出本设计的控制器设计方法之前，我们需要用到如下的H∞控制的相关知识，该方法是由加拿大学者Zames在上世界八十年代初提出的[8]。该方法对于控制系统的外界干扰具有较好的抑制能力。目前该方法已经广泛的引起了控制界的普遍关注。
2.1 H∞控制方法概述
为说明 们将如下的例1所示 题进行说明。
在图2-1的方框图中，系统是一个典型的单位反馈控制系统,输入与输出均是一文的。在该系统中， 是系统的参考输入量， 为该系统的输出信号， 是系统的控制量， 代表的是系统的外界干扰，该系统的控制误差量用 进行表示。 与 分别指代为该类系统的被控对象传函和相应的控制器传函。
该系统的误差传函（从 到 ）定义为
我们的目标是设计控制器 使得
这里 。我们对上式两边关于 取该变量的上确界，有
在上式中，引入∞范数记号
我们需要用到如下的 定义。
定义2.1 对于图2-1所示的系统， 最 器 ，使得相 和 保持极小。即
定义2.2 若给定 ，设计出控制器 ，使得相应的闭环控制统
满足如下的两个条件，我们就称之为该系统的 次优控制问题：
(1) 相应的闭环系统保持稳定；
此 度的问题可以转 扰 对控 差 的影响。如 中，将 ，此时图2-2所示的标准控制和干扰抑制中的问题可以转换为等价的。为了解决该类问题,下面我们需要将性能指标 转换为 ， 这里 是 段有着对 求。在这 下，我们可 中的 标 制问题。