SPWM波控制單相逆變器雙閉環(huán)PID調(diào)節(jié)器的Simulink建模與仿真

　　3 建立仿真模型

　　在Simulink下構(gòu)建三電平逆變器的仿真模型，該模型主要由三電平的SPWM產(chǎn)生電路，主拓?fù)潆娐罚刂齐娐泛拓?fù)載電路4部分組成。控制電路實(shí)現(xiàn)了電壓雙環(huán)控制，同時為SPWM脈沖提供調(diào)制信號，負(fù)載可以選擇阻性載或整流載。

　　3.1 建立主拓?fù)潆娐?/p>

　　首先來建立逆變器的主拓?fù)潆娐贰８鶕?jù)圖1所示的電路原理，在Matlab環(huán)境下新建一個上程，然后存Simulink庫根據(jù)需要找出二極管和IGBT,連接電路圖便可得到如圖5所示的單相逆變器的主拓?fù)浞抡婺Ｐ汀?/p>

　　圖5 單相逆變器主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

　　其中，B1、B2、B3、B4分別代表四相SPWM波形驅(qū)動波形，+BUS、0分別表示圖1中的Ud/2和N,C1和C2之間的電壓即位圖1中的U1.

　　3.2 負(fù)載電路建模

　　負(fù)載分為阻性載和整流載，為了更好的驗(yàn)證PID調(diào)節(jié)器的性能，在此假定整流載和阻性載同時存在，然后中間用開關(guān)來控制所帶的負(fù)載特性。負(fù)載建模如圖6所示。

　　圖6 負(fù)載(阻性載和整流載可選)

　　當(dāng)手動開關(guān)位于1時，負(fù)載特性為整流載。反之，當(dāng)手動開關(guān)位于0時，負(fù)載特性為阻性載。圖6中，D1為開關(guān)信號，D2、D3為連接到輸出端的連接端口。

　　3.3 閉環(huán)控制電路以及輸出電路建模

　　閉環(huán)控制電路的模型如圖7所示。圖7中;模擬示波器1中的1端口為輸出端C1和C2未經(jīng)過電容濾波而得到的輸出電壓，2端口為輸出端C1和C2經(jīng)過電容濾波后得到的輸出電壓，3端口為輸出電壓經(jīng)過一個增益器之后所得到的對應(yīng)的輸出電壓，4端口為系統(tǒng)輸出電流，5端口為控制負(fù)載特性選擇的開關(guān)信號。仿真波形如圖8所示。

　　圖7 閉環(huán)控制電路