考虑数字控制延时的UPS逆变系统控制器设计

作者：饶刚; 王国锐^*

来源：电子技术应用, 2022, 48(11): 104-109.

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212483

• 数字控制
• 逆变电源
• 延时
• 数字PI
• 广义Z变换

为了对不间断电源(UPS)逆变控制系统进行精确设计，分析了数字控制延时对逆变控制系统性能的影响，并提出考虑延时环节的逆变系统控制器设计方法。首先，基于状态空间平均法建立逆变系统的数学模型，分析了控制延时环节对系统稳定性的影响；然后，针对单相220 V/50 Hz的逆变系统将数字化PID双环控制技术应用其中，得到一种参数易于整定的单相UPS逆变控制算法，采用广义Z变换理论来描述数字控制延时环节，改进控制系统的模型，给出了考虑延时环节的数字PID控制器参数的修正设计方法；最后，通过MATLAB/Simulink仿真和实验进行了验证。结果表明，在考虑控制延时下，采用数字PID双环控制的单相UPS逆变控制系统的输出电压稳压精度小于1%, THD (谐波失真)小于2%，负载端突变时系统恢复常态的时间约为1.2 ms，可以有效提升逆变系统输出的稳态性能和动态响应性能。

• 出版日期2022
• 单位武汉科技大学