(3)电感电流的q轴分量在中低频段对输出电压d轴分量的耦合作用大于输出电压的q轴分量对输出电压d轴的作用，但是在谐振峰附近频率处则反之。
(4)当逆变器处于稳定工作状态时，电感电流的dq轴分量与输出电压的dq轴分量以直流量为主，由于中低频段的增益不大，所以dq轴耦合对于逆变器稳态运行条件下影响小。
图2.8、对传函的bode图
图2.9-2.12是dq轴解耦与不解偶的控制方式下，在d轴指令值突变与q轴指令值突变的条件下，输出电压、的变化对比图。可以看到在0.4s之前解耦与不解偶的系统，输出电压、基本上是重合的，这也表明dq轴的耦合对于三相逆变器输出电压的稳态影响很小。 图2.9空载0.4sd轴指令由166突变到160时输出电压d轴分量
图2.10空载0.4sd轴指令由166突变到160时输出电压q轴分量
图2.11空载0.4sq轴指令由0突变为100时输出电压d轴分量
图2.12空载0.4sq轴指令由0突变为100时输出电压q轴分量
如图2.10-2.11所示，当d轴指令值由299突变到160时，解耦时q轴由于d轴指令值突变产生的波动明显小于不解偶系统。如图2.12-2.13所示，当q轴指令值由0突变到100时，解耦时d轴由于q轴指令值突变产生的波动明显小于不解偶系统。 综上可知：
(1)dq轴系统的耦合对于输出电压、的稳态影响很小，对于动态有一定的影响，解耦系统两
相相互独立，某相指令值发生突变时不会对另一相的输出产生影响。
(2)尽管dq轴的耦合会对动态过程产生影响，但是在实际工程应用时，如果不解耦系统的动态响应依然可以满足工程要求，可以考虑不解耦以简化控制。 2.3.2逆变器单环控制与双环控制的解耦方法
图2.13逆变器单电压环并联与串联控制框图
三相逆变器在dq轴下进行控制时，常见控制方式有两种：一种是单环控制方式，其控制框图如图2.14所示。其中电压控制器可以采用PI、PID、重复控制、比例谐振等一种或几种控制方法的并联或者串联组合而成。相比于双环控制器，它只需要对三相电容电压进行采样即可，降低了成本。但是由于电压环控制对象是一个低阻尼的二阶系统，存在一个谐振峰，所以在设计控制器时，要通过控制器的设计，提高系统阻尼，消除谐振峰。另一种控制方式是双环控制方式，其中滤波电感电流或者电容电流被采样，组成电流内环以改善电压外环控制对象的特性，其控制框图如图2.15所示。当采用电感电流反馈时，由于可以对电感电流的指令值进行限幅，可以保证逆变器在过载状态或短路状态下开关管的安全性。当采用电容电流反馈时，电容电流中含有负载变化的信息，抗负载扰动的能力越强，动态特性越好。
图2.14逆变器单电压环并联与串联控制框图
现在数字控制已经成为逆变器控制形式的主流，数字控制器的通过计算的调制比并不能立即作用于该周期，而是在下一个采样周期起作用，而输出电压在这一个采样周期中是保持不变的，这就相当与串联了一个零阶保持器。由此可知，调制信号到桥臂重中点的传递函数可以写成：
(2.12)
其中Ts是采样周期，Kpwm是桥式电路等效增益。为了简化计算分析，一般把逆变桥视为一个惯性环节进行处理：
(2.13)
对于双环控制器，当对电感电流进行采样并形成电流内环时，其解耦控制框图如图所示，为了简化计算，一般都直接将电感电流内环的闭环传递函数当成1处理，实际上如图所示，电感电流内环的传递函数不可能在全频段内增益为1且没有相位滞后，所以解耦的效果会受到电流环频率特性曲线的影响。
图2.15三相逆变器双环解耦控制框图 图2.16三相逆变器单环解耦控制框图 2.4本章小结
本章首先分析了电压源型逆变器的两种常用电路拓扑的优缺点及其适用条件，通过状态空间平均法建立了控制对象不同坐标系下的数学模型，为后面控制策略的研究建立理论基础。然后针对控制对象在dq旋转坐标系下存在耦合的情况通过理论与仿真验证耦合的影响，然后给出单环控制与双环控制条件下的解耦方法。
3三相逆变器复合控制技术 3.1引言
逆变器波形控制技术是电力电子控制技术中相对成熟的领域，目前国内外学者就三相电压源型逆变器已提出了各种不同的控制方法，这些控制方法根据控制器设计的原理的不同，可以分为PI控制、重复控制、迟滞控制、PR控制、无差拍控制等。根据控制器结构不同分类，可以分为电流内环电压外环的双环控制[22]结构以及单电压环控制结构。根据控制器所在的
坐标系分类，又可以分为三相静止abc坐标系、两相静止αβ坐标系和两相旋转dq坐标系下的控制。
由于互差120゜的三相交流输出电压经过dq变换后就是直流量，因此采用dq旋转坐标系下的PI控制是较简单的，所以选择在两相旋转dq坐标系下进行控制。单电压环控制简单且易于实现，而但是单电压环控制没有限流功能[23-25]，只能依靠硬件限流，限流后的波形质量较差，因此，大部分控制中采用单压环与限流环配合使用以达到较好的限流控制效果，正常工作时，控制器工作在单电压环控制，控制输出电压，当发生短路或者过载时，控制环切换至限流环中，控制输出电流不超过限制值以避免其对开关器件造成损害。而当采用电压外环电流内环时，一般有两种选择，两种选择的区别在于内环反馈量的不同，一为电感电流，二为电容电流。前者具有限流功能可是动态特性较差，后者动态效果好然而没有限流功能[26-27]。
本章首先分析两种双环结构的优缺点，然后针对一种控制策略设计控制参数，然后分析双环控制当中的谐波抑制策略，并设计重复控制器，最后搭建仿真模型，仿真模型中控制对象的具体参数与实验台架相一致。仿真和实验中系统输出电压良好的稳动态特性验证了方案的可行性与正确性。 3.2控制方案选择
图3.1电容电压电感电流双环控制框图
图3.1表示电容电压外环电感电流内环控制方案的控制框图，其表达式如式(3.1)所示，图3.2表示电容电压外环电容电流内环控制方案的控制框图。 由图3.1有输入输出的关系为
EquationChapter(Next)Section1(3.1)
图3.2电容电压电容电流双环控制框图 由图3.2有输入输出的关系为：
(3.2)
由(3.1)、(3.2)式可见，要想实现良好的输出，控制器必须同时满足两个条件，第一个条件是能够实现对指令值的良好跟踪，也就是第一项的系数在基波和各次谐波处尽可能的大，第二要实现对负载电流扰动相的抑制能力，也就是输出阻抗越小越好。
由上面两个式子可以对比，当两种控制方案的控制参数相同时，对指令值具有相同的跟踪效果，差别在于对负载电流i_o的跟踪上，采用电感电流内环控制时，(3.1)式中第二项分母有G_i，因此其输出阻抗相对于电容电流内环控制方案较大，导致其负载电流扰动的抗干扰能力没有后者强。
从控制框图可见，电容电流是输出电压的微分，因此，输出电压的变化将会提前在电容电流中体现出来，输出电压在采用电容电流内环控制方案时能够得到较好的控制，尤其是加载减载的动态过程中，采用电感电流内环控制时，由于电感电流具有无法突变的特性，负载电流的变化并不能立即在电感电流中得到体现，显然采用电容电压外环电感电流内环控制并不能获得很好的动态性能指标。
虽然采用电容电压外环电容电流内环控制方案时，具有输出阻抗小，动态效果好的优点，但却没有限流的功能。而这一功能的缺失对于逆变器安全运行将带来严重影响，如果可以通过对电感电流内环方案进行改进，在保证其限流功能的前提下，提高其动态输出特性、减小其输出阻抗，有鉴于此，文献提出了带负载电流前馈的电容电压外环电感电流内环控制方案，其控制框图如图3.3所示。