基于极点配置的控制器设计与仿真

基于极点配置的逆变电源重复控制器设计为改善逆变器动态特性和稳态性能，文章设计了极点配置和重复控制串联的控制器方案。

控制系统引入状态反馈和极点配置，采用重复控制器进行电压修正和补偿。

实验证明该设计提高了逆变器动态性能且能够获得更高精度的稳态输出波形。

标签：逆变器；重复控制；极点配置引言由于逆变器状态变量变化快且动态特性差，寻找一种既能保证稳态精度和快速实现的瞬时控制方案比较困难[1]。

将瞬时值控制结合重复控制，瞬时值控制主要用于改善逆变器动态特性；重复控制则专门用于获得稳态输出。

二者的结合和补充大大简化了控制器设计，且全面提升了系统的动静态性能。

1 逆变器重复控制策略重复控制系统示意图如图1所示，其中y为逆变器电压输出，r为参考正弦输入，d为等效的周期性干扰信号，e为误差信号，z-N为周期延迟环节，N为采样次数，P（z）为控制对象，C（z）为补偿器，其中阴影表示重复信号发生器的内模[2]。

图1 重复控制系统的示意图控制对象是单相半桥逆变器。

由于输出基波频率和滤波器的截至频率远小于逆变器的开关频率，故逆变器的动态特性基本取决于输出滤波器[3]。

实验装置单相半桥逆变电源构成如下：直流输入电压250V；滤波电容20uF；滤波电感1.1mH；采样频率10KHz；开关频率10KHz；死区时间2微秒；交流电压输出峰值100V，输出电压基波频率为50Hz。

连续域逆变器传递函数为[4]：在10kHz采样频率下将（1）用零阶保持器法离散因此可知一个周期采样的次数N=200，Q（z）取0.95，故周期延迟环节z-N=z-200。

2 重复控制与极点配置相结合控制逆变电源动态特性较差，是由于逆变器自身的阻尼较弱，即其两个极点太接近s域的虚轴或z域的单位圆[5]。

而为增加逆变器的阻尼可以引入状态反馈，进行极点配置。

仅通过状态反馈极点配置达到较高的稳态指标相对困难，增加重复控制可以解决此问题[6]。

首先配置状态反馈极点来改造逆变器的极点，改善其在指令跟踪和负载突变时的动态响应特性[7]；之后重复控制器采样计算极点配置控制系统的电压偏差值，据此渐次调整后者的电压信号提高基波幅值的输出精度和补偿波形畸变[8]。

基于极点配置算法的火电机组高加水位控制系统的仿真研究摘要火电机组的高加水位控制是保证机组运行安全和稳定的重要措施之一、本文基于极点配置算法，对火电机组的高加水位控制系统进行了仿真研究。

首先，介绍了火电机组高加水位控制系统的工作原理和目标。

然后，详细介绍了极点配置算法的理论基础和应用。

接着，建立了火电机组高加水位控制系统的数学模型，并通过仿真实验验证了极点配置算法的有效性。

最后，对实验结果进行了分析和讨论，得出了一些结论。

关键词：火电机组、高加水位控制、极点配置算法、仿真研究1.引言火电机组是我国电力系统中最重要的发电方式之一，其高加水位控制是保证机组运行安全和稳定的关键环节。

高加水位控制系统的主要任务是根据负荷需求和发电机的运行状态，自动调节机组的水位，使机组能够稳定运行。

因此，研究和优化高加水位控制系统对于提高火电机组的运行效率和安全性具有重要意义。

2.火电机组高加水位控制系统的工作原理3.极点配置算法的理论基础和应用极点配置算法是一种经典的控制算法，其基本思想是通过调节系统的极点位置，来改变系统的动态响应特性。

具体来说，极点配置算法通过对系统开环传递函数进行单极点或多极点的裕度设计，使系统的闭环传递函数满足指定的要求。

极点配置算法在控制系统设计中有着广泛的应用，能够实现对系统的快速响应、稳定性和抗干扰能力等方面的优化。

4.火电机组高加水位控制系统的数学模型火电机组高加水位控制系统的数学模型可以用以下传递函数表示：G(s)=K/(Ts+1)其中，G(s)为系统的传递函数，K为传递函数的增益，T为传递函数的时间常数，s为Laplace变换中的复变量。

根据系统的实际情况，可以选择合适的参数来描述机组的动态特性。

5.仿真实验和结果分析本文使用MATLAB/Simulink软件对火电机组高加水位控制系统进行了仿真实验。

实验中，选择了适当的系统参数来建立数学模型，并将极点配置算法应用于系统控制中。

通过仿真实验，得到了系统在不同工况下的动态响应曲线。

计算机控制理论与设计作业题目：基于极点配置方法的直流调速系统的控制器设计摘要本文目的是用极点配置方法对连续的被控对象设计控制器。

基本思路是对连续系统进行数学建模，将连续模型进行离散化，针对离散的被控对象，用极点配置的方法分别在用状态方程和传递函数两种描述方法下设计前馈和反馈控制器，并用MATLAB仿真。

文中具体以直流调速系统作为研究对象，对直流调速系统的组成和结构进行了分析，把各个部分进行数学建模，求出其传递函数，组成系统结构框图，利用自控原理的知识对结构图化简，求出被控对象的传递函数和状态方程，进一步得将其离散化。

第一种是通过极点配置设计方法的原理，用状态方程设计被控对象的控制律，因为直流调速系统存在噪声，实际状态不可测，故选择了全阶的观测器，又因为采样时间小于计算延时，所以选择了预报观测器。

利用所学知识对此闭环系统设计前馈和反馈控制器[1]。

第二种利用传统的离散传递函数，从代数多项式的角度进行复合控制器的设计，在保证系统稳定的情况下，分析系统的可实现性，稳定性，静态指标，动态指标，抗干扰等方面性能研究前馈反馈相结合控制器设计。

重点是保证被控对象的不稳定的零极点不能被抵消。

最后利用MATLAB的Simulink进行仿真，观察系统的输出的y和u和收敛性，并加入扰动看其抗干扰性能，得出结论。

经研究分析，对于直流调速系统，基于极点配置设计的前馈反馈相结合的控制器，具有良好的稳定性能和抗干扰性能。

运行结果符合实际情况。

关键词：极点配置；状态方程；直流调速系统；代数多项式；Matlab；1绪论1.1论文的背景及意义在工业生产和日常生活中，自动控制系统分为确定性系统和不确定性系统两类，确定性系统是指系统的结构和参数是确定的，确定的输入下，输出也确定的一类系统。

确定性系统相对于不确定性系统而言的。

在确定的系统中所用的变量都可用确切的函数关系来描述，系统的运动特性可以完全确定。

以确定性系统为研究对象的控制理论称为确定性控制理论。

控制系统的极点配置设计法一、极点配置原理1.性能指标要求2.极点选择区域主导极点：2111cos tanξβξξ---==图3.22 系统在S平面上满足时域性能指标的范围nstζω4=；当Δ=0.02时，。

nstζω3=当Δ=0.05时,3.其它极点配置原则系统传递函数极点在s 平面上的分布如图（a ）所示。

极点s 3距虚轴距离不小于共轭复数极点s 1、s 2距虚轴距离的5倍，即n s s ξω5Re 5Re 13=≥（此处ξ，n ω对应于极点s 1、s 2）；同时，极点s 1、s 2的附近不存在系统的零点。

由以上条件可算出与极点s 3所对应的过渡过程分量的调整时间为1351451s n s t t =⨯≤ξω 式中1s t 是极点s 1、s 2所对应过渡过程的调整时间。

图（b ）表示图（a ）所示的单位阶跃响应函数的分量。

由图可知，由共轭复数极点s 1、s 2确定的分量在该系统的单位阶跃响应函数中起主导作用，即主导极点。

因为它衰减得最慢。

其它远离虚轴的极点s 3、s 4、s 5 所对应的单位阶跃响应衰减较快，它们仅在极短时间内产生一定的影响。

因此，对系统过渡过程进行近似分析时。

可以忽略这些分量对系统过渡过程的影响。

n x o (t)（a ）（b ）系统极点的位置与阶跃响应的关系二、极点配置实例磁悬浮轴承控制系统设计1.1磁悬浮轴承系统工作原理图1是一个主动控制的磁悬浮轴承系统原理图。

主要由被悬浮转子、传感器、控制器和执行器(包括电磁铁和功率放大器)四大部分组成。

设电磁铁绕组上的电流为I0，它对转子产生的吸力F和转子的重力mg相平衡，转子处于悬浮的平衡位置，这个位置称为参考位置。

（a）（b）图1 磁悬浮轴承系统的工作原理Fig.1 The magnetic suspension bearing system principledrawing假设在参考位置上，转子受到一个向下的扰动，转子就会偏离其参考位置向下运动，此时传感器检测出转子偏离其参考位置的位移，控制器将这一位移信号变换成控制信号，功率放大器又将该控制信号变换成控制电流I0+i，控制电流由I0增加到I0+i，因此，电磁铁的吸力变大了，从而驱动转子返回到原来的平衡位置。

=================================伺服控制·S E R V O T E C H N I Q U E基于极点配置的直线电机运动控制器设计收稿日期:2004-12-10国家863计划项目、编号:2001A A 423260杨开明,叶佩青,尹文生(清华大学精密系,北京100084)摘要:为了提高精密工作台的轨迹跟踪精度和动态响应性能,基于辨识出的控制对象离散化模型,利用极点配置方法设计精密工作台运动控制器的前馈环节和反馈环节,构成具有两自由度结构的精密工作台运动控制系统。

通过实验,与P D +加速度前馈的控制方式相比较,精密工作台静态定位误差提高了0.5µm ;当精密工作台以120m m /s 匀速运动时,轨迹跟踪精度提高了2µm ,定位建立时间缩短了10m s 。

表明,采用极点配置方法设计的运动控制器具有较好的动态响应和轨迹跟踪性能。

关键词:精密工作台;直线电动机;运动控制中图分类号:T M 359.4文献标识码:A文章编号:1001-6848(2005)03-0049-03Mo t i o nC o n t r o l l e r D e s i g no f P r e c i s i o nS t a g e b a s e do nL i n e a r Mo t o rY A N G K a i -m i n g ,Y EP e i -q i n g ,Y I N We n -s h e n g(D e p a r t m e n t o f P r e c i s i o nI n s t r u m e n t s a n dMe c h a n o l o g y ,T s i n g h u a U n i v e r s i t y ,B e i j i n g ,100084,C h i n a )A b s t r a c t :I no r d e r t oi m p r o v e t h e t r a c k i n ga c c u r a c ya n dd y n a m i c a l r e s p o n s i b i l i t yo f t h ep r e c i s i o nw o r k t a b l e ,b a s e d o nt h e d i s c r e t e m o d e l o f t h e i d e n t i f i e dc o n t r o l l b j e c t ,p o l e a s s i g n m e n t m e t h o di s u s e dt od e s i g nt h e f e e d f o r w a r dl o o p a n df e e d b a c kl o o po f t h e m o t i o nc o n t r o l l e r f o r t h e p r e c i s i o nw o r k t a b l e .I nt h e c h e c ke x p e r i m e n t s ,c o m p a r e dt ot h e P D c o n t r o l w i t ha c c e l e r a t i o nf e e d f o r w a r d ,t h es t a t i cp o s i t i o n i n ga c c u r a c yi si m p r o v e d 0.5µm ,a n dt h et r a c k i n g a c c u r a c yi si m p r o v e d 3µm a t t h eu n i f o r m s p e e do f 120m m /s ,w h i l et h ep o s i t i o n i n ge s t a b l i s h i n gt i m er e d u c e sb y 10m s .T h e r e s u l t s s h o w t h a t m o t i o nc o n t r o l l e r s b a s e do nt h ep o l ea s s i g n m e n t m e t h o dh a v em u c hm o r ed y n a m i c a l r e s p o n s i b i l i t ya n dt r a c h i n gp e r f o r m a n c e.K e yw o r d s :p r e c i s i o ns t a g e ;l i n e a r m o t o r ;m o t i o nc o n t r o l0引言用于半导体光刻、液晶制造、精密测量和加工等领域的精密工作台,为了实现大行程、高速高精度运动,大都采用直线电机+气浮导轨的直接驱动形式[1][2]。

一.设零点z1和极点p2为可相消零极点：1.仿真程序结构：初始化行相量Y ,U ,E 用来存放输出信号，控制信号与误差信号；Y，U,初始值为0，E初始值为1；for i =n1:n2由Y与U过去的值递推出Y（i）；由Y（i）递推出E（i）；由U过去值与E现在与过去值递推出U（i）；end输出U，E阶梯式的变化曲线与Y的变化曲线；2.MATLAB程序：clc;Sp=1;n1=5;n2=180;Y=zeros(1,200);U=zeros(1,200);E=zeros(1,200);for i =n1:n2Y(i)=1.905*Y(i-1)-0.905*Y(i-2)+0.048*U(i-1)+0.048*0.967*U(i-2); E(i)=Sp-Y(i);U(i)=12.125*E(i)-12.125*0.905*E(i-1)-0.599*U(i-1)+0.368*0.967*U(i -2);endstairs(U(1:n2),'r');hold on;plot(Y(1:n2),'g');hold on;stairs(E(1:n2),'b');grid;axis([0 n2 -12.0 12.0]);3.仿真结果：4.结果分析：被控量超调量为18.5%，调节时间为11s，无稳态误差；误差量做衰减震荡，11s左右趋于零；控制量一直在做正负交替的指数衰减震荡，180s后近似趋于0.二.设零点z1和极点p2以及p1均为不许相消零极点1.仿真程序结构：初始化行相量Y ,U ,E 用来存放输出信号，控制信号与误差信号；Y，U,初始值为0，E初始值为1；for i =n1:n2由Y与U过去的值递推出Y（i）；由Y（i）递推出E（i）；由U过去值与E现在与过去值递推出U（i）；end输出U，E阶梯式的变化曲线与Y的变化曲线；2.MATLAB程序：clc;Sp=1;n1=5;n2=20;Y=zeros(1,70);U=zeros(1,70);E=zeros(1,70);for i =n1:n2Y(i)=1.905*Y(i-1)-0.905*Y(i-2)+0.048*U(i-1)+0.048*0.967*U(i-2);E(i)=Sp-Y(i);U(i)=14.45*E(i)-14.45*0.5735*E(i-1)-0.4252*U(i-1);endstairs(U(1:n2),'r');hold on;plot(Y(1:n2),'g');hold on;stairs(E(1:n2),'b');grid;axis([0 n2 -0.6 3.0]);3.仿真结果：4.结果分析：被控量超调为51.2%，调节时间为16s，无稳态误差；误差量做正负交替的衰减震荡，16s趋于零；控制量也做正负交替的指数衰减震荡，但衰减很快，15s左右稳定在0上；。

基于单零单极点控制方式的4A开关电源仿multisim仿真研究学院：电气与光电工程学院专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：目录一、课题背景 (1)1.1、BUCK电路分析 (1)1.2、BUCK开关电源的应用 (2)二、课题设计要求 (4)三、课题设计方案 (4)3.1、系统的组成 (4)3.2、主电路部分的设计 (5)3.2.1、R C和C的计算 (5)3.2.2、滤波电感L的计算 (5)3.2.3、主电路开环系统的仿真 (6)3.3、闭环系统的设计 (7)3.3.1、GO(s)的计算 (7)3.3.2、补偿控制器的设计 (7)3.4、闭环系统的仿真 (10)3.4.1、参数设置 (10)3.4.2、不加干扰时的电路仿真 (11)3.4.3、加干扰时的电路仿真 (12)四、总结及心得体会 (13)参考文献 (14)附录 (15)一、课题背景1.1、BUCK 电路分析图1.1 BUCK 电路图通过分析图1.1可知，1、零时刻开关管导通电源E 向负载供电，负载电压U0=E ，负载电流呈指数曲线上升见式1-1。

(/)0()R L t i t I e = （1-1）此时电感储能如式（1-2）。

212w Li = （1-2） 2、t1时刻控制开关管关断，负载电流经二极管VD 续流，负载电压U0≈0，负载电流呈指数曲线下降见式（1-3），为了使负载电流连续且脉动小，通常串接L 值较大的电感。

图1.2 二极管续流图(/)0()R L ti t I e -= （1-3） 通过波形可算出BUCK 电路Ud 、占空比、计算过程见式（1-4）。

01ont on d t U Edt E T T==⎰ （1-4） 1.2、BUCK 开关电源的应用随着开关电源技术的迅速发展，DC/DC 开关电源已在通信、计算机以及消费类电子产品等领域得到了广泛应用。

近年来，电池供电便携式设备的需求越来越大，对DC/DC 开关电源的需求也日益增大，同时对其性能要求也是越来越高。

极点配置状态反馈控制器的设计王俊伟于新海(河套学院机电工程系)摘要围绕双级倒立摆案例，对极点配置状态反馈控制器的设计方法展开讨论，对最终的计算结果进行仿真,并通过仿真结果分析了系统的稳定性、动态性能和稳态误差情况。

倒立摆的开环系统状态空间模型状态不稳定且动态性能较差，通过引进极点配置状态反馈控制器，倒立摆的闭环系统状态达到稳定，而且动态性能得到改善。

关键词状态反馈控制器双级倒立摆极点配置能控标准型爱克曼公式动态特性稳态误差中图分类号TH865文献标识码B文章编号1000-3932(2021)01-0015-05极点配置状态反馈控制器设计得好坏直接决定了控制系统动态性能的优劣！配置极点的目的不仅是使系统稳定还要使系统的动态性能满足控制要求[1]!在配置状态反馈控制器时，根据被控制对象的要求，可以采用3种方法实现:极点配置状态反馈控制器的直接法、极点配置状态反馈控制器的变换法和爱克曼公式[2]'这3种方法仅适用于单输入系统，优点是只要系统能控，就可以实现极点配置的状态反馈，缺点是不能用于多输入系统的极点配置状态反馈控制器。

对于单输入系统，如果系统能控可以实现极点的任意配置,改善动态性能，但有可能使闭环控制系统的稳态误差变大[3]!1极点配置状态反馈控制器的直接法线性时不变系统如下:x=Ax+Bu(])'=Cx其中,X是系统的*维状态向量;*是状态向量对时间的导数;u是状态反馈控制律；#、B和C是适当维数的已知常数矩阵;'是系统的输出。

采用的状态反馈控制律是:u=-kx+v(2)其中，-是一维外部输入;k是反馈增益矩阵。

将式(2)代入式(1)得到闭环系统状态方程：*二(.-Bk)x+B-(3)极点配置状态反馈控制器的直接法分5步实现⑷。

第1步,检验系统(1)的能控性,如果系统能控,进行第2步。

第2步，计算闭环系统特征多项式：)et[!0—(#—Bk)]二！*+(3*_]+k*_14!*i1--------(3]+k])!+30+,0(4)其中，！是闭环极点。

内蒙古科技大学控制系统仿真课程设计说明书题目：直线一级摆的极点配置及仿真学生姓名：王肖城学号：0967112319专业：测控技术与仪器班级：09测控3班指导教师：张勇摘要倒立摆是进行控制理论研究的典型试验平台。

由于倒立摆系统本身所具有的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合特性，许多现代控制理论的研究人员一直将他视为典型的研究对象，不断从中发掘出系的控制策略和控制方法，相关的科研成果在航天科技和机器人方面获得了广阔的应用。

对于倒立摆系统，由于其本身是自不稳定的系统，实验建模存在一定的困难。

但忽略一些次要因素，倒立摆系统可以在惯性坐标系内应用经典力学理论建立系统的动力学方程。

此设计利用牛顿—欧拉方法建立直线型一级倒立摆系统的数学模型。

在分析的基础上，基于状态反馈控制中极点配置法对直线型倒立摆系统设计控制器。

由MATLAB仿真表明采用的控制策略是有效的，设计的控制器对直线型一级倒立摆系统的平衡稳定性效果好，提高了系统的干扰能力。

关键词：倒立摆、极点配置、MATLAB仿真目录摘要 (1)第一章MATLAB简介 (3)1.1 Simulink简介 (3)第二章直线一级倒立摆 (4)第三章数学模型的建立 (5)3.1数学模型的建立 (5)3.1.1微分方程的数学模型 (5)3.1.2状态空间数学模型 (7)3.2 系统稳定性分析 (9)3.3系统可控性分析 (10)第四章状态空间极点配置 (12)4.1 状态空间分析 (12)4.2 状态空间极点配置及仿真 (14)第五章仿真验证 (17)5.1 Simulink仿真 (17)第六章总结 (21)参考文献 (22)第一章MATLAB简介MATLAB的名称源自Matrix Laboratory，它是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。

MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作，而且利用MATLAB产品的开放式结构，可以非常容易地对MATLAB的功能进行扩充，从而在不断深化对问题认识的同时，不断完善MATLAB产品以提高产品自身的竞争能力。

极点配置状态反馈控制器设计方法
嘿，朋友们！今天咱来聊聊极点配置状态反馈控制器设计方法。

这玩意儿啊，就像是给一个系统装上了精准的导航仪，能让它乖乖地按照咱的想法走。

你看啊，一个系统就好比是一辆汽车，而极点配置状态反馈控制器就是那个掌握方向盘的司机。

咱得通过巧妙的设计，让这个司机能精准地操控汽车，该加速的时候加速，该转弯的时候转弯，不能有一点儿含糊。

设计这个控制器就像是搭积木，一块一块地拼凑起来。

咱得先了解系统的特性，就像了解汽车的性能一样。

然后呢，根据这些特性来选择合适的参数，这可不能马虎，得仔细琢磨。

比如说，要是参数没选好，那可就糟糕啦！就像司机开车老是开歪一样，系统也会变得不稳定，那可不行！咱得让系统稳稳当当的，该干啥干啥。

这其中的学问可大着呢！就好像做菜一样，各种调料得搭配得恰到好处，才能做出美味的菜肴。

极点配置状态反馈控制器的设计也是如此，每个环节都得精心处理。

而且哦，这个设计方法可不是一成不变的。

不同的系统就像不同口味的人，得用不同的方法去对待。

有时候得灵活一点，不能太死板啦。

想想看，如果所有系统都用一种方法去设计控制器，那多无趣啊！就像所有人都穿一样的衣服，那还有啥意思呢？咱得根据实际情况来调整，找到最适合的方案。

在实际应用中，这可真是帮了大忙啦！它能让那些复杂的系统乖乖听话，按照我们的要求运行。

这多厉害呀！难道不是吗？
所以啊，极点配置状态反馈控制器设计方法可真是个宝贝！咱可得好好研究，好好利用。

让它为我们的各种系统服务，让它们变得更智能、更高效。

怎么样，是不是觉得很有意思呢？别犹豫啦，赶紧去试试吧！。

极点配置（一）实验原理给定一个连续时间系统的状态空间模型：Bu Ax x += (1)其中：x 是系统的n 维状态向量，u 是m 维控制输入，A 和B 分别是适当维数的已知常数矩阵。

在状态反馈Kx -=u (2)作用下，闭环系统的状态方程是x BK A x )(-= (3)由线性时不变系统的稳定性分析可知，闭环系统（3）的稳定性由闭环系统矩阵A-BK 的特征值决定，即闭环系统（3）渐近稳定的充分必要条件是矩阵A-BK 的所有特征值都具有负实部。

而由经典控制理论知道，矩阵A-BK 的特征值也将影响诸如衰减速度、振荡、超调等过渡过程特性。

因此，若能找到一个适当的矩阵K ，使得矩阵A-BK 的特征值位于复平面上预先给定的特定位置，则以矩阵K 为增益矩阵的状态反馈控制器（2）就能保证闭环系统（3）是渐近稳定的，且具有所期望的动态响应特性。

这种通过寻找适当的状态反馈增益矩阵K ，使得闭环系统极点（即矩阵A-BK 的特征值）位于预先给定位置的状态反馈控制器设计问题称为是状态反馈极点配置问题，简称为极点配置问题。

对给定的线性定常系统（1）和一组给定的期望闭环极点},,{n 2,1λλλ =Ω，按以下步骤可以设计出使得闭环系统（3）具有给定极点},,{n 2,1λλλ =Ω的状态反馈控制器（2）。

第1步：检验系统的能控性。

如果系统是能控的，则继续第2步。

第2步：利用系统矩A 阵的特征多项式0111)det(a a a A I n n n +++=---λλλλ （4）确定的110,,,-n a a a 值。

第3步：确定将系统状态方程变换为能控标准形的变换矩阵T 。

若给定的状态方程已是能控标准形，那么T=I 。

非奇异线性变换矩阵T 可按如下方式确定：可控性矩阵：],b ,[1b A A b U n -= （5）计算1-U ，并记最后一行为h给出变换阵：112],,,h [--=n hA hA hA T （6）第4步：利用给定的期望闭环极点，可得期望的闭环特征多项式为011121)())((b b b n n n n +++=-----λλλλλλλλλ （7）并确定110,,,b -n b b 的值第5步：确定极点配置状态反馈增益矩阵K ：T a b a b a b a b K n n n n ],,,[11221100--------= （8）也可以通过待定系数的方法来确定极点配置状态反馈增益矩阵K 。

姓名杨峰清专业自动化班级一班学号08220116 指导教师裴喜平题目类型理论研究题目基于极点配置的逆变器模拟控制器研究一、选题背景及依据（简述题目的技术背景和设计依据，说明选题目的、意义，列出主要参考文献）1、逆变电源由于良好的性能在国民经济的各个领域中得到了极其广泛的应用，随着工业装置对电源性能越来越高的要求，通过改进控制方法是提高技术指标的一种重要手段，本设计就是探讨改进控制策略，从而提高性能指标。

逆变器作为不间断电源的核心部分，广泛用于通信、金融等领域。

一个高性能的逆变器除了要满足体积、重量、电磁兼容等基本指标外，还需满足系统稳定，稳态电压精度高；总谐波畸变率(THD)含量小；动态响应快等要求。

重复控制可以校正逆变器在不同负载时输出电压的精度，具有很好的稳态输出特性，但由于其控制量输出有一个周期的延迟。

动态调节能力不足，而基于极点配置的电感电流内环电压外环反馈控制设计简单、鲁棒性好，但稳态控制精度不高。

因此，实际中常结合两者来协调校正输出波形。

在此提出基于极点配置的电感电流内环电压外环反馈控制方案，提高了逆变器的动态响应能力，然后增加控制调节输出电压的稳态精度，这一控制方案满足了逆变器的动静态特性、稳态精度，使用Matlab仿真验证了此方案的可行性。

2、逆变器也称逆变电源，是将直流电能转变成交流电能的变流装置，是太阳能、风力发电中一个重要部件。

随着微电子技术与电力电子技术的迅速发展，逆变技术也从通过直流电动机——交流电机的旋转方式逆变技术，发展到二十世纪六、七十年代的晶闸管逆变技术，而二十一世纪的逆变技术多数采用了MOSFET、IGBT、GTO、IGCT、MCT 等多种先进且易于控制的功率器件，控制电路也从模拟集成电路发展到单片机控制甚至采用数字信号处理器（DSP）控制。

各种现代控制理论如自适应控制、自学习控制、模糊逻辑控制、神经网络控制等先进控制理论和算法也大量应用于逆变领域。

其应用领域也达到了前所未有的广阔，从毫瓦级的液晶背光板逆变电路到百兆瓦级的高压直流输电换流站；从日常生活的变频空调、变频冰箱到航空领域的机载设备；从使用常规化石能源的火力发电设备到使用可再生能源发电的太阳能风力发电设备，都少不了逆变电源。