基于MATLAB的双闭环并网逆变器电压环控制仿真系统

资 源 简 介

该项目通过MATLAB实现三相并网逆变器电压环PI控制设计，利用dq坐标系解耦技术对d轴和q轴分量独立调节，模拟阻性负载下的SPWM调制，输出高质量正弦波。适用于电力电子和并网逆变器控制研究。

详 情 说 明

基于PI控制的双闭环并网逆变器电压环设计与仿真系统

项目介绍

本项目是一个用于三相并网逆变器电压环控制设计与性能仿真的MATLAB/Simulink仿真系统。核心目标是实现并验证基于dq坐标系解耦和PI控制的双闭环控制策略。系统通过将三相交流电压解耦为独立的d轴和q轴分量，并分别采用PI控制器进行精确调节，最终通过SPWM调制技术，驱动逆变器在阻性负载下输出高质量的正弦波电压。本项目为分析PI控制器参数对系统动态响应、稳态性能及输出波形质量的影响提供了一个完整的仿真平台。

功能特性

• 先进的控制策略：采用基于dq坐标变换的双闭环控制结构，实现了交流电压的解耦控制，简化了PI控制器设计。
• 灵活的PI参数调节：允许用户方便地调整d轴和q轴PI控制器的比例（Kp）和积分（Ki）参数，以便观察其对系统性能的影响。
• SPWM调制技术：利用正弦脉宽调制技术生成驱动开关器件的脉冲信号，确保逆变器输出波形谐波含量低。
• 全面的性能分析：仿真系统自动计算并展示关键性能指标，包括电压响应超调量、调节时间以及输出电压的总谐波失真度。
• 丰富的可视化输出：提供多维度仿真结果图形，涵盖dq轴分量响应、三相输出电压波形、调制信号及驱动脉冲等。

使用方法

1. 参数设置：在运行仿真前，首先需要设置系统参数。这些参数包括：

* 三相参考电压：设定期望输出电压的幅值、频率和相位。 * 阻性负载参数：指定所连接的负载电阻值。 * PI控制器参数：分别设定d轴和q轴控制器的Kp和Ki值。 * 直流母线电压：输入逆变器直流侧的电压值。 * 仿真参数：设置系统采样频率和总的仿真时间。

1. 运行仿真：参数配置完成后，直接运行主仿真脚本。系统将自动进行模型编译与仿真计算。
2. 结果分析：仿真结束后，系统会自动生成多幅图表，显示关键的电压波形、控制信号和性能指标。用户可根据这些结果评估控制器的设计效果，并反复调整PI参数以优化系统性能。

系统要求

• 操作系统：Windows、macOS 或 Linux。
• 软件环境：必须安装 MATLAB (推荐 R2016b 或更高版本) 和 Simulink 组件。
• 硬件建议：无特殊要求，标准配置即可流畅运行。

文件说明

主程序文件整合并主导了整个仿真项目的执行流程。其主要功能包括：初始化仿真环境与所有必要的系统参数（如参考信号、负载、控制器参数等），调用并运行预先构建的Simulink仿真模型，负责在仿真结束后对输出的数据进行处理与分析，并最终生成用于评估系统动态响应、稳态性能和谐波特性的各类曲线图与性能指标报告。