《逆变器控制》讲义.ppt

Jack 2009/6/1逆变器控制原理主要内容自动控制原理的基础知识动态和稳态特性逆变器的动态和稳态特性2自动控制原理的基础知识1.控制的要求1)稳定性 稳定性是控制的最基本要求，只有稳定的系统才能长久地正常工作2)准确性 要求系统的稳态误差为零或足够小3)快速性 要求系统的响应速度快、过渡时间短、超调量小3自动控制原理的基础知识2.描述系统的性能1）动态特性2）稳态特性4自动控制原理的基础知识1）动态特性 一般认为阶跃输入对系统是最严峻的工作状态，如果系统在阶跃作用下能满足动态性能的要求，则在其他输入形式下也能满足其动态性能的要求。所以，系统的动态性能指标是在单位阶越函数作用下测定或计算的 5自动控制原理的基础知识1）动态特性下图是二阶系统的单位阶越响应曲线 6动态性能指标延迟时间 ：指单位阶跃响应曲线 上升直到其稳态值的50%所需的时间；上升时间 ：指单位阶跃响应曲线 从其稳态值的10%上升到90%所需的时间；峰值时间 ：指单位阶跃响应曲线 超过其稳态值而达到第一个峰值所需要的时间；超调量 :指响应过程中，超出稳态值的最大偏移量与稳态值之比，即调节时间 ：在单位阶跃响应曲线的稳态值附近，取 （有时也取 ）作为误差带，曲线达到并不在超出该误差带的最小时间，称为调节时间；7自动控制原理的基础知识1）动态特性 上述5个动态性能指标可以体现系统动态过程的特征。通常，用上升时间 tr和峰值时间 tp评价系统的响应速度；用超调量 评价系统的阻尼程度；而调节时间 ts 是同时反映响应速度和阻尼程度的综合性指标。8自动控制原理的基础知识2）稳态特性 稳态误差是描述系统稳态特性的一种指标，是系统输出量的期望值与实际值的差 控制系统框图如果则输出量的期望值，即为输入量9自动控制原理的基础知识2）稳态特性 闭环控制系统的稳态误差ess：控制系统框图若sE(s)的极点在s平面左半边，则102.3 AC Output Power Capacity2000VA/2000WWaveformPure sine wavePower factor1.0Nominal output voltage110/115/120Vac or 208/220/230/240VacVoltage regulation2%Output frequency50/60HzFrequency variation0.5%Frequency settingManually,field selectableCrest factor3:1THD3%for linear load,91%for 230Vac model90.5%for 120Vac modelCurrent limitationElectronic current limitation at overloads and short circuits.Isolation AC-enclosureBasic isolation(Pri-Gnd)2121Vdc/1minIsolation AC-DCReinforced isolation(Pri-Sec)4242Vdc/1minSurge protectionEN61000-4-5.Telcordia GR-1089 Core ANSI C62.41-IEEE,STD 587-1980Dynamic response10%,according to IEC 62040-3 class 1Over load protection1.2 x Inom permanent overload capacity 30C1.5 x Inom 10s2 x Inom 5s那些指标是动态指标？那些是稳态指标？11内容1.自动控制原理的基础知识2.逆变器模型1213逆变器模型1.系统由四部分组成：BUS电容+逆变器+LC低通滤波器+负载2.调制信号到电容电压的传递函数为：()逆变器物理模型 自然频率阻尼比3.空载，传函为：阻尼比=0 等幅振荡14自动控制系统结构方框图自动控制系统结构方框图自动控制系统结构方框图自动控制系统结构方框图控制单元执行单元控制对象测量单元u(t)q(t)y(t)b(t)r(t)e(t)+-e(t)偏差信号 e(t)=r(t)-b(t)y(t)被控量u(t)控制量d(t)扰动量d(t)一个典型控制系统的结构框图15控制单元执行单元控制对象测量单元u(t)q(t)y(t)b(t)r(t)e(t)+-d(t)一个典型控制系统的结构框图16逆变器模型阻尼比闭环传函二阶17（1）动态特性）动态特性 逆变控制系统是一个典型的二阶系统：a:开环情况下，滤波电感和电容大小的乘积LC决定了系统的自然频率，提高自然频率，可使系统的响应速度较快。b:当LC确定后，增益可用来调整系统的阻尼比，以获得期望的动态特性。另外，LC一定的情况下，L越大，系统的阻尼比越小。c:增益可以改变闭环系统的自然频率，因此它的大小也影响系统的响应速度。自然频率阻尼比阻尼比闭环传函18（2）稳态特性）稳态特性对于单位阶跃响应而言，上述逆变控制系统的稳态误差为：（12）可见系统稳态误差直接由增益Kv和Ki决定。Kv和Ki越大，稳态误差越小。19The end20