1、pwm 跟蹤控制技術摘要： 本文介紹了兩種常用的pwm 跟蹤控制技術，分析了兩種跟蹤控制技術的的基本原理，并用 matlab對其進行了仿真。仿真結果和理論分析結果相符，得到了控制目的。關鍵詞： 脈寬調制（ pwm） ，跟蹤控制技術，matlab仿真1 引言pwm 跟蹤控制技術是一種生成pwm 波形的方法。把希望輸出的波形作為指令信號， 把實際波形作為反饋信號， 通過兩者的瞬時值比較來決定逆變電路各開關器件的通斷，使實際的輸出跟蹤指令信號變化常用的有滯環比較方式和三角波比較方式。2 滯環比較方式2.1 電流跟蹤控制技術電流跟蹤控制技術是應用最多的一種方法。其基本原理為： 把指令電流i*和實際輸出

2、電流i的偏差i*-i作為滯環比較器的輸入通過比較器的輸出控制器件v1 和 v2 的通斷。 v1（或 vd1）通時，i增大。v2（或 vd2）通時，i減小。通過環寬為2i的滯環比較器的控制，i就在i*+i和i*- i的范圍內，呈鋸齒狀地跟蹤指令電流i*。2.1.1 參數的影響（1）滯環環寬對跟蹤性能的影響：環寬過寬時，開關頻率低，跟蹤誤差大；環寬過窄時， 跟蹤誤差小，但開關頻率過高， 開關損耗增大。（2）電抗器 l 的作用： l 大時，i的變化率小，跟蹤慢； l 小時，i的變化率大，開關頻率過高。圖 2-1-1 滯環比較方式電流跟蹤控制舉例圖 2-1-2 滯環比較方式的指令電流和輸出電流圖 2-

3、1-3 三相電流跟蹤型pwm 逆變電路圖 2-1-4 三相電流跟蹤型pwm 逆變電路輸出波形2.1.2 采用滯環比較方式的電流跟蹤型pwm 變流電路的特點（1）硬件電路簡單。（2）實時控制，電流響應快。（3）不用載波，輸出電壓波形中不含特定頻率的諧波。（4）和計算法及調制法相比，相同開關頻率時輸出電流中高次諧波含量多。（5）閉環控制，是各種跟蹤型pwm 變流電路的共同特點。2.2 電壓跟蹤控制技術把指令電壓u*和輸出電壓u進行比較，濾除偏差信號中的諧波，濾波器的輸出送入滯環比較器，由比較器輸出控制開關器件的通斷，從而實現電壓跟蹤控制。圖 2-2-1 電壓跟蹤控制電路舉例2.2.1 采用滯環比較

4、方式的電壓跟蹤型pwm 變流電路的特點（1）和電流跟蹤控制電路相比，只是把指令和反饋信號從電流變為電壓。（2）輸出電壓 pwm 波形中含大量高次諧波，必須用適當的濾波器濾除。（3）u*=0時，輸出電壓u為頻率較高的矩形波，相當于一個自勵振蕩電路。（4）u*為直流信號時，u產生直流偏移，變為正負脈沖寬度不等，正寬負窄或正窄負寬的矩形波。（5）u*為交流信號時，只要其頻率遠低于上述自勵振蕩頻率，從u中濾除由器件通斷產生的高次諧波后， 所得的波形就幾乎和u* 相同，從而實現電壓跟蹤控制 . 3 三角波比較方式3.1 基本原理不是把指令信號和三角波直接進行比較，而是通過閉環來進行控制。把指令電流i*u

5、、i*v 和i*w和實際輸出電流iu、iv、iw進行比較，求出偏差，通過放大器a放大后，再去和三角波進行比較，產生pwm 波形放大器 a通常具有比例積分特性或比例特性，其系數直接影響電流跟蹤特性，如圖3-1-1 所示。圖 3-1-1 三角波比較方式電流跟蹤型逆變電路3.2 特點（1）開關頻率固定，等于載波頻率，高頻濾波器設計方便。（2）為改善輸出電壓波形，三角波載波常用三相三角波載波。（3）和滯環比較控制方式相比，這種控制方式輸出電流所含的諧波少。4 定時比較方式（1）不用滯環比較器，而是設置一個固定的時鐘。（2）以固定采樣周期對指令信號和被控制變量進行采樣，根據偏差的極性來控制開關器件通斷。

6、（3）在時鐘信號到來的時刻，如i i*，v1 斷，v2 通，使i減小。（4） 每個采樣時刻的控制作用都使實際電流與指令電流的誤差減小。（5）采用定時比較方式時，器件的最高開關頻率為時鐘頻率的1/2。（6）和滯環比較方式相比，電流控制誤差沒有一定的環寬，控制的精度低一些。5 matlab 仿真與分析（1）單相時： dc v1=dc v2=100vl=1mh，r=10 ohms。滯環寬度 h=2*0.05。仿真波形：（2）三相時：dc =100v l=1mh，r=10 ohms。滯環寬度 h=2*0.05。t/s幅值/a電 流 跟 蹤 情 況t/s幅值/a負 載 實 際 電 流control system：仿真波