數字PID控製

PIDkongzhiyouyusuanfajiandanqieyiyuzhengding，zaizhiqiandejishiniandangzhongdoudedaolefeichangguangfandeyingyong。shejiguochengzhongbuguofenyilaixitongcanshu
，lubangxinghao，kekaoxinggao
，shimuqianyingyongzuiguangfan、最成熟的一種控製技術。它在模擬控製正弦波逆變電源係統中已經得到了廣泛的應用。將其數字化以後

，它克服了模擬PID控製器的許多不足和缺點，可以方便調整PID參數，具有很大的靈活性和適應性。與其它控製方法相比
，數字PID具有以下優點：

PID控製並不過分依賴係統參數，係統參數的變化對控製效果影響很小，控製的適應性好，具有較強的魯棒性。在動態控製當中，過去
、現在
、將來這三個要素都涵蓋在PID算法中。控製過程快速、準確
、平穩，具有良好的控製效果。PID控製在設計過程中不PID算法簡單明了，便於單片機或DSP實現。

采用數字PID控(kong)製(zhi)算(suan)法(fa)的(de)局(ju)限(xian)性(xing)有(you)兩(liang)個(ge)方(fang)麵(mian)。一(yi)方(fang)麵(mian)是(shi)係(xi)統(tong)的(de)采(cai)樣(yang)量(liang)化(hua)誤(wu)差(cha)降(jiang)低(di)了(le)算(suan)法(fa)的(de)控(kong)製(zhi)精(jing)度(du)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)
，采(cai)樣(yang)和(he)計(ji)算(suan)延(yan)時(shi)使(shi)得(de)被(bei)控(kong)係(xi)統(tong)成(cheng)為(wei)一(yi)個(ge)具(ju)有(you)純(chun)時(shi)間(jian)滯(zhi)後(hou)的(de)係(xi)統(tong)，造(zao)成(cheng)PID控製器穩定域減少，增加了設計難度。

狀態反饋控製

狀(zhuang)態(tai)反(fan)饋(kui)控(kong)製(zhi)可(ke)以(yi)任(ren)意(yi)配(pei)置(zhi)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)極(ji)點(dian)，實(shi)現(xian)了(le)逆(ni)變(bian)電(dian)源(yuan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)極(ji)點(dian)的(de)優(you)化(hua)配(pei)置(zhi)，有(you)利(li)於(yu)改(gai)善(shan)係(xi)統(tong)輸(shu)出(chu)的(de)動(dong)態(tai)品(pin)質(zhi)，具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)瞬(shun)態(tai)響(xiang)應(ying)和(he)較(jiao)低(di)的(de)諧(xie)波(bo)畸(ji)變(bian)率(lv)。但(dan)在(zai)建(jian)立(li)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)狀(zhuang)態(tai)模(mo)型(xing)時(shi)將(jiang)負(fu)載(zai)的(de)動(dong)態(tai)特(te)性(xing)考(kao)慮(lv)在(zai)內(nei)，因(yin)此(ci)狀(zhuang)態(tai)反(fan)饋(kui)控(kong)製(zhi)隻(zhi)能(neng)針(zhen)對(dui)空(kong)載(zai)和(he)已(yi)知(zhi)的(de)負(fu)載(zai)進(jin)行(xing)建(jian)模(mo)。由(you)於(yu)狀(zhuang)態(tai)反(fan)饋(kui)控(kong)製(zhi)對(dui)係(xi)統(tong)模(mo)型(xing)參(can)數(shu)的(de)依(yi)賴(lai)性(xing)很(hen)強(qiang)，使(shi)得(de)係(xi)統(tong)的(de)參(can)數(shu)在(zai)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)時(shi)易(yi)導(dao)致(zhi)穩(wen)態(tai)誤(wu)差(cha)的(de)出(chu)現(xian)和(he)以(yi)及(ji)動(dong)態(tai)特(te)性(xing)的(de)改(gai)變(bian)。例(li)如(ru)對(dui)於(yu)非(fei)線(xian)性(xing)的(de)整(zheng)流(liu)負(fu)載(zai)
，其(qi)控(kong)製(zhi)效(xiao)果(guo)就(jiu)不(bu)是(shi)很(hen)理(li)想(xiang)。

重複控製

重zhong複fu控kong製zhi是shi近jin幾ji年nian發fa展zhan起qi來lai的de一yi種zhong新xin型xing逆ni變bian電dian源yuan控kong製zhi方fang案an，它ta可ke以yi克ke服fu整zheng流liu型xing非fei線xian性xing負fu載zai引yin起qi的de輸shu出chu波bo形xing周zhou期qi性xing的de畸ji變bian。重zhong複fu控kong製zhi的de思si想xiang是shi假jia定ding前qian一yi周zhou期qi出chu現xian的de基ji波bo波bo形xing畸ji變bian將jiang在zai下xia一yi個ge周zhou期qi的de同tong一yi時shi間jian重zhong複fu出chu現xian，控kong製zhi器qi根gen據ju給gei定ding信xin號hao和he反fan饋kui信xin號hao的de誤wu差cha來lai確que定ding所suo需xu的de校xiao正zheng信xin號hao，然ran後hou在zai下xia一yi個ge基ji波bo周zhou期qi的de同tong一yi時shi間jian將jiang此ci信xin號hao疊die加jia到dao原yuan控kong製zhi信xin號hao上shang
，以yi消xiao除chu後hou麵mian各ge個ge周zhou期qi將jiang出chu現xian的de重zhong複fu性xing畸ji變bian。該gai控kong製zhi方fang法fa具ju有you良liang好hao的de穩wen態tai輸shu出chu特te性xing和he非fei常chang好hao的de魯lu棒bang性xing，但dan該gai方fang法fa在zai控kong製zhi上shang具ju有you一yi個ge周zhou期qi的de延yan遲chi
，因yin而er係xi統tong的de動dong態tai響xiang應ying較jiao差cha。自zi適shi應ying重zhong複fu控kong製zhi方fang案an
，已yi經jing成cheng功gong地di應ying用yong於yu逆ni變bian器qi的de控kong製zhi中zhong。

滑模變結構控製

滑模變結構控製利用不連續的開關控kong製zhi方fang法fa來lai強qiang迫po係xi統tong的de狀zhuang態tai變bian量liang沿yan著zhe相xiang平ping麵mian中zhong某mou一yi滑hua動dong模mo態tai軌gui跡ji運yun動dong。該gai控kong製zhi方fang法fa最zui大da的de優you點dian是shi對dui參can數shu變bian化hua和he外wai部bu幹gan擾rao的de不bu敏min感gan性xing，即ji強qiang魯lu棒bang性xing
，加jia上shang其qi開kai關guan特te性xing
，特te別bie適shi用yong於yu電dian力li電dian子zi係xi統tong的de閉bi環huan控kong製zhi。但dan滑hua模mo變bian結jie構gou控kong製zhi存cun在zai係xi統tong穩wen態tai效xiao果guo不bu佳jia、理想滑模切換麵難於選取、控kong製zhi效xiao果guo受shou采cai樣yang率lv的de影ying響xiang等deng弱ruo點dian。如ru今jin


，逆ni變bian電dian源yuan的de滑hua模mo變bian結jie構gou控kong製zhi的de研yan究jiu方fang興xing未wei艾ai，特te別bie滑hua模mo變bian控kong製zhi和he其qi它ta智zhi能neng控kong製zhi策ce略lve相xiang結jie合he所suo構gou成cheng的de符fu合he控kong製zhi策ce略lve的de研yan究jiu倍bei受shou關guan注zhu。

無差拍控製

無差拍控製是一種基於微機實現的PWM方案，它根據逆變電源係統的狀態方程和輸出反饋信號來計算逆變器的下一個采樣周期的脈衝寬度，80年代末引如到正弦波逆變電源控製係統中。對於線性係統來說，該控製方法具有很好的穩態特性和快速的動態響應。其缺點也十分明顯：它(ta)對(dui)係(xi)統(tong)參(can)數(shu)的(de)變(bian)化(hua)反(fan)應(ying)靈(ling)敏(min)，即(ji)魯(lu)棒(bang)性(xing)較(jiao)差(cha)。一(yi)旦(dan)係(xi)統(tong)參(can)數(shu)出(chu)現(xian)較(jiao)大(da)波(bo)動(dong)或(huo)係(xi)統(tong)模(mo)型(xing)建(jian)立(li)不(bu)準(zhun)確(que)時(shi)，係(xi)統(tong)將(jiang)出(chu)現(xian)很(hen)強(qiang)的(de)震(zhen)蕩(dang)。為(wei)此(ci)，在(zai)無(wu)差(cha)拍(pai)控(kong)製(zhi)之(zhi)中(zhong)引(yin)入(ru)智(zhi)能(neng)控(kong)製(zhi)是(shi)當(dang)今(jin)的(de)研(yan)究(jiu)熱(re)點(dian)之(zhi)一(yi)。

智能控製

智能控製的分類較廣，很多分類都包含在內，對於高性能的逆變電源係統，模糊控製器有著以下優點：

如(ru)果(guo)想(xiang)要(yao)達(da)到(dao)接(jie)近(jin)非(fei)線(xian)性(xing)函(han)數(shu)的(de)結(jie)果(guo)
，模(mo)糊(hu)控(kong)製(zhi)將(jiang)是(shi)首(shou)選(xuan)。但(dan)模(mo)糊(hu)控(kong)製(zhi)的(de)分(fen)檔(dang)和(he)模(mo)糊(hu)規(gui)則(ze)樹(shu)都(dou)受(shou)到(dao)一(yi)定(ding)的(de)限(xian)製(zhi)

，隸(li)屬(shu)函(han)數(shu)的(de)確(que)定(ding)帶(dai)有(you)一(yi)定(ding)的(de)人(ren)為(wei)因(yin)素(su)，因(yin)此(ci)模(mo)糊(hu)控(kong)製(zhi)的(de)精(jing)度(du)有(you)待(dai)與(yu)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)。

查找模糊控製表占用處理器的時間很少
，因而可以采用較高采樣率來補償模糊規則的偏差。

具有較強的魯棒性和自適應性，模糊控製器的設計不需要被控對象的精確數學模型。

本(ben)篇(pian)文(wen)章(zhang)通(tong)過(guo)詳(xiang)細(xi)的(de)分(fen)類(lei)，對(dui)逆(ni)變(bian)電(dian)源(yuan)中(zhong)的(de)控(kong)製(zhi)算(suan)法(fa)分(fen)類(lei)進(jin)行(xing)了(le)著(zhe)重(zhong)的(de)剖(pou)析(xi)
，此(ci)外(wai)還(hai)對(dui)每(mei)種(zhong)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)的(de)優(you)點(dian)進(jin)行(xing)了(le)介(jie)紹(shao)，方(fang)便(bian)各(ge)位(wei)新(xin)手(shou)根(gen)據(ju)需(xu)要(yao)有(you)重(zhong)點(dian)的(de)進(jin)行(xing)了(le)選(xuan)擇(ze)，希(xi)望(wang)大(da)家(jia)在(zai)閱(yue)讀(du)過(guo)本(ben)篇(pian)文(wen)章(zhang)之(zhi)後(hou)能(neng)對(dui)逆(ni)變(bian)電(dian)源(yuan)中(zhong)控(kong)製(zhi)算(suan)法(fa)有(you)進(jin)一(yi)步(bu)的(de)理(li)解(jie)。

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