交流電源系統(tǒng)的基準與反饋

摘要：交流電源系統(tǒng)實際上是一個閉環(huán)的自動控制系統(tǒng)，基準和反饋是它的兩個重要環(huán)節(jié)。分別介紹了交流電源系統(tǒng)兩種常用的基準——正弦波電壓和直流電平，及其常用的反饋方式——峰值反饋和平均值反饋，并對交流電源系統(tǒng)的各種基準與反饋電路進行了分析與比較。結合自動控制理論，剖析了因基準與反饋環(huán)節(jié)設計不當對交流電源系統(tǒng)產生的影響，并給出采用有效值轉換電路消除系統(tǒng)靜態(tài)誤差的解決方案。
關鍵詞：交流電源系統(tǒng)；基準；反饋；有效值轉換

0 引言
交流電源系統(tǒng)是一個閉環(huán)的自動控制系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中有兩個重要環(huán)節(jié)——基準和反饋。按自動控制的要求，若以時間函數(shù)r(t)表示給定值，以C(t)表示受控量，r(t)與C(t)應具有同一性。但在實際的系統(tǒng)中同一性往往難以得到充分滿足，從而會在自動控制系統(tǒng)中產生附加的靜態(tài)誤差。

1 關于交流電源系統(tǒng)的基準
目前，交流電源系統(tǒng)的基準有兩種：正弦波電壓和直流電平。
1．1 以正弦波電壓為基準的交流電源系統(tǒng)
交流電源系統(tǒng)的輸出電壓是恒頻交流電壓，由于交流電源系統(tǒng)的基準應當與其輸出電壓具有同一性，因此交流電源系統(tǒng)的基準也應是恒頻交流電壓，并且基準應具有較高的穩(wěn)定性。然而交流電源系統(tǒng)輸出的恒頻交流電壓是近似于理想的正弦波電壓，其輸出電壓的穩(wěn)定性是靠PWM控制策略來實現(xiàn)的，系統(tǒng)的動態(tài)結構圖如圖1所示。

在該系統(tǒng)框圖中基準正弦波電壓為uj，輸出電壓為u(115 V，400Hz)，它們的關系為：u／uj=R2／R1。該交流電源系統(tǒng)是一個二元反饋系統(tǒng)，除了電壓反饋之外，還通過電流互感器M攝取電流反饋信號形成電流反饋。該電流反饋信號為高頻信號兼有調制△u的作用。經分析電路要求調制比大于50時，才能保證系統(tǒng)輸出電壓的穩(wěn)態(tài)誤差及失真度都在1％以下。