能量回馈型同相供电系统的单相PWM整流器研究
3 系统控制策略
功率单元整流侧控制框图如图3所示。PLL为锁相模块，PWM为调制波模块。
图中，PWM整流器采用双闭环控制策略，直流母线电压外环PI调节器加入I0前馈，减轻PI调节器负担并抑制负载扰动：电流内环采用PR
调节器并引入uN前馈，实现单相正弦电流无静差跟踪并抑制输入电压扰动。
3．1 基于输入电压前馈的电流内环设计
根据单相PWM整流器拓扑，得到功率单元整流侧电流环控制框图如图4所示。图中，虚线框部分为整流器的数学模型。可见，uN为控制系统中存在的扰动源，因此将其作为前馈加入PR调节器输出中，抑制uN波动带来的系统扰动。为提高电流环动态响应能力并适当增加带宽，采用准PR调节器，传递函数为：
选择准PR调节器参数为Kp=5，Kr=200，ωc=5。在调节器开环根轨迹图中，根轨迹所有点模值均为ω，说明该调节器对基频信号具有极高增益。闭环极点无限接近虚轴，既保留了高增益的特点，又避免了系统出现临界稳定的情况。通过调节根轨迹增益，可得到合适的阻尼比，使系统在基频下稳定高增益运行。
3．2 基于直流负载电流前馈的电压外环设计
图5为单相PWM整流器电压外环控制框图，其中虚线框部分为电压外环中的物理模型。
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