用于独立式三相四腿逆变器超扭转控制的模糊自适应旋转滑面控制方法

《IEEE Open Access Journal of Power and Energy》：Fuzzy-Adaptive Rotating Sliding Surface for Super-Twisting Control of Stand-Alone Three-Phase Four-Leg Inverters

　　

摘要：

三相四桥式逆变器在独立电源应用中得到广泛使用，用于为不平衡或非线性负载提供中性点连接。在这种条件下确保稳定的高质量电压调节需要先进的控制策略。本文提出了一种基于二阶滑模控制（SOSMC）和超扭转算法的鲁棒控制方法，用于在静止的Clarke参考框架（αβγ）中调节逆变器输出电压。此外，为了解决传统控制方法存在的抖动、动态响应差以及THDV%（总谐波失真百分比）过高等问题，采用了基于模糊逻辑的自适应滑模面。该机制能够根据电压误差的变化动态调整滑模面的斜率，显著改善了瞬态响应，尤其是在负载突变（如100%的负载变化）时。这一动态滑模面特性能够在实时条件下实现，且计算负担非常低，这是该方法的最显著特点。与传统非线性控制器不同，所提出的方法保持了固定的开关频率，从而实现了无缝的PWM（脉宽调制）集成、低输出失真以及高效的实时控制。通过针对3kW逆变器原型的全面仿真和实验验证，证明了该控制器的鲁棒性和性能。实验结果表明：电压跟踪精确，稳态误差接近零，THDV%约为0.4%，远低于IEC 62040-3标准规定的限值。