matlab 电力电子 逆变器 重复控制器

资 源 简 介

matlab 电力电子 逆变器 重复控制器

详 情 说 明

在电力电子系统中，逆变器是一种关键的功率转换装置，用于将直流电转换为交流电。然而，由于开关器件的非线性特性，逆变器输出容易受到周期性扰动和谐波失真的影响。重复控制（Repetitive Control）作为一种先进的控制策略，在抑制周期性误差方面表现出色，尤其适用于逆变器这类具有周期性运行特性的系统。

重复控制的基本原理 重复控制的核心思想是利用“内模原理”，通过在控制器中嵌入一个周期延迟环节，实现对前一周期误差的记忆和补偿。这种结构能够有效消除周期性干扰，比如逆变器输出中的低次谐波。在MATLAB中，重复控制器的实现通常涉及频域设计方法，通过调整补偿器和滤波器参数来优化系统动态响应。

逆变器中的重复控制应用 在逆变器控制中，重复控制器通常与传统的PI控制或比例谐振（PR）控制结合使用。其设计重点包括： 稳定性分析：需保证重复控制环在基波和谐波频率处的相位裕度； 补偿器设计：通过MATLAB的频域工具（如Bode图）调整增益和相位补偿； 延迟环节实现：利用内存缓冲或MATLAB的离散时间模型存储历史误差数据。

MATLAB实现要点 MATLAB/Simulink为重复控制器提供了便捷的验证环境： 使用`z^-N`模块实现周期延迟； 通过`frd`和`bode`函数分析系统频域特性； 结合PID Tuner工具协调重复控制与传统控制的参数。

优势与挑战 优势：对周期性扰动抑制效果显著，尤其适用于并网逆变器的谐波补偿； 挑战：动态响应较慢，需权衡稳态精度与瞬态性能。通过MATLAB仿真可快速验证改进策略，如前馈控制或自适应重复增益。

在新能源并网和电机驱动等场景中，基于MATLAB的重复控制器设计已成为提升逆变器性能的有效手段。