SPWM变频电源双闭环控制的设计和研究
其中，Kif为电流环反馈系数，根据输出电压和功率确定这儿取为0.01。图4为不同的Kip值下电流内环的幅相曲线，能够看出增大前向通道的调节器增益Kip可以扩大带宽范围，但会导致系统的抗噪声干扰能力下降，使得电流内环的增益值变大，同时也会降低系统的稳定性，不利于电压环设计，所以调节器增益也应适当选取，满足所需的带宽要求即可，可选择Kip＝6。
图4 不同的Kip值下电流闭环幅相曲线
图3(b)给出了Kip＝6时,不同负载的电流闭环幅相曲线，从仿真曲线可以看出电流内环具有带通滤波器的特性，且除空载具有更宽的带宽外带宽基本不受负载变化的影响。
4.2 电压环的设计
由图2，可得未加电压调节器的系统的等效开环传递函数：
其不同负载下系统的幅相曲线如图5(a)所示,可以看出，系统低频增益很小，输出稳态误差很大，高频衰减不快，因而需要加入适当的补偿环节加以校正，通常可采用PI控制器作为电压调节器。电压环设计希望校正后系统低频增益尽可能高，以尽量减小输出正弦电压的稳态误差；同时也希望尽可能消除高频分量的影响，其高频衰减尽可能快，且系统还需具备适当的相角裕度，截止频率ωc足够大，可以保证较快的动态响应[4]。
加了PI控制器的系统等效开环传递函数为：
（4）
其中，Kvf为电压环反馈系数，由输出电压与给定电压之间的对应关系求得，这儿取0.036。图6(a)是积分参数固定时，比例参数变化时相应的幅相曲线；图6(b)为比例参数固定时，积分参数变化时相应的幅相曲线。从6(a)中可以看出在积分参数一定的情况下，改变比例参数，相频曲线保持恒定，而幅频曲线则随着Kp的变化而变化，当Kp增加时，低频增益变大（稳态误差变小），截止频率增加即响应速度变快。截止频率ωc要合理选择：因为ωc太小，系统响应速度太慢；ωc太大，则系统稳定性就差，一般需满足下式：
（5）
式中，fc为开关频率。根据输出频率的变化范围最大频率输出是1K，开关频率是25K，根据式(5)可选定曲线2为最优曲线。
从图6(b)可以看出积分常数Ti改变时，对截止频率和低频增益影响很小，而对相频特性影响则很大，从而影响稳定裕度。工程上要求稳定裕度取在45o左右，过低于此值，系统的动态性能较差，且对参数变化的适应能力较弱；过高于此值，意味着对整个系统及组成部件要求较高，因此造成实现上的困难，所以选择曲线2为最优曲线，即Ti=40us。综合上述分析，可以选定合适的比例常数、积分常数。
图3(b)给出了Kip＝6时,不同负载的电流闭环幅相曲线，从仿真曲线可以看出电流内环具有带通滤波器的特性，且除空载具有更宽的带宽外带宽基本不受负载变化的影响。
4.2 电压环的设计
由图2，可得未加电压调节器的系统的等效开环传递函数：
其不同负载下系统的幅相曲线如图5(a)所示,可以看出，系统低频增益很小，输出稳态误差很大，高频衰减不快，因而需要加入适当的补偿环节加以校正，通常可采用PI控制器作为电压调节器。电压环设计希望校正后系统低频增益尽可能高，以尽量减小输出正弦电压的稳态误差；同时也希望尽可能消除高频分量的影响，其高频衰减尽可能快，且系统还需具备适当的相角裕度，截止频率ωc足够大，可以保证较快的动态响应[4]。
加了PI控制器的系统等效开环传递函数为：
其中，Kvf为电压环反馈系数，由输出电压与给定电压之间的对应关系求得，这儿取0.036。图6(a)是积分参数固定时，比例参数变化时相应的幅相曲线；图6(b)为比例参数固定时，积分参数变化时相应的幅相曲线。从6(a)中可以看出在积分参数一定的情况下，改变比例参数，相频曲线保持恒定，而幅频曲线则随着Kp的变化而变化，当Kp增加时，低频增益变大（稳态误差变小），截止频率增加即响应速度变快。截止频率ωc要合理选择：因为ωc太小，系统响应速度太慢；ωc太大，则系统稳定性就差，一般需满足下式：
式中，fc为开关频率。根据输出频率的变化范围最大频率输出是1K，开关频率是25K，根据式(5)可选定曲线2为最优曲线。
从图6(b)可以看出积分常数Ti改变时，对截止频率和低频增益影响很小，而对相频特性影响则很大，从而影响稳定裕度。工程上要求稳定裕度取在45o左右，过低于此值，系统的动态性能较差，且对参数变化的适应能力较弱；过高于此值，意味着对整个系统及组成部件要求较高，因此造成实现上的困难，所以选择曲线2为最优曲线，即Ti=40us。综合上述分析，可以选定合适的比例常数、积分常数。
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