【導讀】逆變是將直流電轉換為交流電的過(guò)程。這種轉換通常都是通過(guò)逆變電源來(lái)實(shí)現。而這一過(guò)程就涉及到控制算法問(wèn)題。掌握了控制算法就掌握了逆變電源的原理和運行方式。本文中對逆變電源的控制算法進(jìn)行了總結，有助于新手把握逆變電源的相關(guān)知識。
逆變電源的算法主要有以下幾種。
數字PID控制
PID控制是一種具有幾十年應用經(jīng)驗的控制算法，控制算法簡(jiǎn)單，參數易于整定，設計過(guò)程中不過(guò)分依賴(lài)系統參數，魯棒性好，可靠性高，是目前應用最廣泛、最成熟的一種控制技術(shù)。它在模擬控制正弦波逆變電源系統中已經(jīng)得到了廣泛的應用。將其數字化以后，它克服了模擬PID控制器的許多不足和缺點(diǎn)，可以方便調整PID參數，具有很大的靈活性和適應性。與其它控制方法相比，數字PID具有以下優(yōu)點(diǎn)：
PID算法蘊涵了動(dòng)態(tài)控制過(guò)程中過(guò)去、現在和將來(lái)的主要信息，控制過(guò)程快速、準確、平穩，具有良好的控制效果。
PID控制在設計過(guò)程中不過(guò)分依賴(lài)系統參數，系統參數的變化對控制效果影響很小，控制的適應性好，具有較強的魯棒性。
PID算法簡(jiǎn)單明了，便于單片機或DSP實(shí)現。
采用數字PID控制算法的局限性有兩個(gè)方面。一方面是系統的采樣量化誤差降低了算法的控制精度；另一方面，采樣和計算延時(shí)使得被控系統成為一個(gè)具有純時(shí)間滯后的系統，造成PID控制器穩定域減少，增加了設計難度。
狀態(tài)反饋控制
狀態(tài)反饋控制可以任意配置閉環(huán)控制系統的極點(diǎn)，實(shí)現了逆變電源控制系統極點(diǎn)的優(yōu)化配置，有利于改善系統輸出的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，具有良好的瞬態(tài)響應和較低的諧波畸變率。但在建立逆變器的狀態(tài)模型時(shí)將負載的動(dòng)態(tài)特性考慮在內，因此狀態(tài)反饋控制只能針對空載和已知的負載進(jìn)行建模。由于狀態(tài)反饋控制對系統模型參數的依賴(lài)性很強，使得系統的參數在發(fā)生變化時(shí)易導致穩態(tài)誤差的出現和以及動(dòng)態(tài)特性的改變。例如對于非線(xiàn)性的整流負載，其控制效果就不是很理想。
重復控制
重復控制是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新型逆變電源控制方案，它可以克服整流型非線(xiàn)性負載引起的輸出波形周期性的畸變。重復控制的思想是假定前一周期出現的基波波形畸變將在下一個(gè)周期的同一時(shí)間重復出現，控制器根據給定信號和反饋信號的誤差來(lái)確定所需的校正信號，然后在下一個(gè)基波周期的同一時(shí)間將此信號疊加到原控制信號上，以消除后面各個(gè)周期將出現的重復性畸變。該控制方法具有良好的穩態(tài)輸出特性和非常好的魯棒性，但該方法在控制上具有一個(gè)周期的延遲，因而系統的動(dòng)態(tài)響應較差。自適應重復控制方案，已經(jīng)成功地應用于逆變器的控制中。
滑模變結構控制
滑模變結構控制利用不連續的開(kāi)關(guān)控制方法來(lái)強迫系統的狀態(tài)變量沿著(zhù)相平面中某一滑動(dòng)模態(tài)軌跡運動(dòng)。該控制方法最大的優(yōu)點(diǎn)是對參數變化和外部干擾的不敏感性，即強魯棒性，加上其開(kāi)關(guān)特性，特別適用于電力電子系統的閉環(huán)控制[16,17,18]。但滑模變結構控制存在系統穩態(tài)效果不佳、理想滑模切換面難于選取、控制效果受采樣率的影響等弱點(diǎn)。如今，逆變電源的滑模變結構控制的研究方興未艾，特別滑模變控制和其它智能控制策略相結合所構成的符合控制策略的研究倍受關(guān)注。
無(wú)差拍控制
無(wú)差拍控制是一種基于微機實(shí)現的PWM方案，它根據逆變電源系統的狀態(tài)方程和輸出反饋信號來(lái)計算逆變器的下一個(gè)采樣周期的脈沖寬度，80年代末引如到正弦波逆變電源控制系統中。對于線(xiàn)性系統來(lái)說(shuō)，該控制方法具有很好的穩態(tài)特性和快速的動(dòng)態(tài)響應[19,20,21]。其缺點(diǎn)也十分明顯：它對系統參數的變化反應靈敏，即魯棒性較差。一旦系統參數出現較大波動(dòng)或系統模型建立不準確時(shí)，系統將出現很強的震蕩。為此，在無(wú)差拍控制之中引入智能控制是當今的研究熱點(diǎn)之一。
智能控制
智能控制技術(shù)主要包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )和專(zhuān)家系統，對于高性能的逆變電源系統，模糊控制器有著(zhù)以下優(yōu)點(diǎn)：
具有較強的魯棒性和自適應性，模糊控制器的設計不需要被控對象的精確數學(xué)模型。
查找模糊控制表占用處理器的時(shí)間很少，因而可以采用較高采樣率來(lái)補償模糊規則的偏差。
模糊控制的優(yōu)勢在于，能夠根據不同精度的需求開(kāi)靠近非線(xiàn)性函數，但相對的，其規則樹(shù)和分檔都收到了一定程度的控制。同事也包含人為控制的因素，所以模糊控制在控制方面的精度仍然有待改善。
相關(guān)閱讀：
電路飛起來(lái)：基于多用途三極管的逆變電源電路圖
實(shí)例講解單相正弦波逆變電源設計
自己動(dòng)手做電源：150W的多用途三極管逆變電源設計
