统模型，图4-9是计算Tx和Ty的子系统模型，图4-10是确定切换时间的子系统模型。图4-11是产生PWM波形的子系统模型。
图4-7 SVPWM控制系统模型
图4-8 确定扇区Sector的子系统模型
- 30 -
图4-10 确定切换时间的子系统模型
图4-11 产生PWM波形的子系统模型
当给定空间矢量的幅值（相电压）为150V时，对应的SVPWM线电压波形如图4-12，经过模拟低通滤波器滤波后的线电压波形如图4-13。
- 31 -
图4-12 SVPWM线电压波形
图4-13 经过模拟低通滤波器滤波后的线电压波形
4.2 数字PI算法
现代逆变系统也是一种控制系统，也是通过调节一个或几个参考值来改变逆变系统的输出。现代逆变系统也有开环系统和闭环系统之分，但是所涉及的现代逆变系统一般都是闭环系统，因为开环系统的输出在电网电压和负载变化时，根本没有稳定作用，控制效果太差，几乎不能满足任何一种逆变系统的要求。
- 32 -
正是因为有了高性能的DSP芯片，才使得无差拍控制，变结构控制，模糊控制，神经网络控制及一些先进的智能控制思想应用到现化逆变系统中成为可能。但传统的经典控制也有其概念清晰，控制简单等优点。特别是在中小型逆变系统中，开关频率一般在20kHz 左右，因此就要求闭环系统有较高的反馈速度，这样所采用的控制策略就不能够过于复杂。PID控制恰恰可以满足这样的要求，它能够在较短的处理时间内完成控制算法，并可以根据具体情况选择合适的控制参数，以采取合适的过渡时间，清除静差，抑制偏差变化率等。并且随着现代控制理论的发展，还可以把一些先进的控制策略引入到PID控制中，如模糊PID控制。三相逆变器控制系统结构如图4-14所示，Vg为给定电压，Vd是市电经整流后输出给三相逆变器的直流电压。通过TI公司的DSP芯片TMS320LF2407A可从软件上实现PI调节。
图4-14 三相逆变器控制系统结构图
由于三相逆变器系统不要求动态响应太快，但对控制精度要求高，所以这里采用PI调节器。
4.2.1 数字PI调节器的DSP实现方法
（1） 常规数字PI调节器
常规的模拟PI 控制系统原理框图见图4-15，该系统由模拟PI调节器和被控对象组成，r(t)是给定值，y(t)是系统的实际输出值，给定值与实际输出值构成控制偏差e(t)。
e(t) = r(t) ? y(t)
e(t)作为PI调节器的输入，u(t)作为PI调节器的输出和被控对象的输入。所以模拟PI控制器的控制规律为
1 u(t)?KP(e(t)?TIt?e(t)dt)+u00 (4.5)
式中Kp——比例系数 TI——积分系数。
u0——开始进行PI控制时的原始值。
- 33 -
图4-15 模拟PI控制系统原理图
比例调节器的作用是对偏差瞬间作出快速反应。偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，使控制量向减少偏差的方向变化。控制作用的强弱取决于比例系数，比例系数越大，控制越强，但过大会导致系统振荡，破坏系统的稳定性。
积分调节的作用是消除静态误差，但它也会降低系统的响应速度，增加系统的超调量。采用TMS320LF2407A DSP芯片对逆变器进行控制时，使用的是数字PI调节器【20】，而不是模拟PI调节器，也就是说用程序取代PI模拟电路，用软件取代硬件。
将式（4.5）离散化处理就可以得到数字PI调节器的算法：
?Te? uk?KP??kTI???e?u?j0? (4.6)
j?0?k进一步整理：
u(k)?KPek?TKI?ej?u0
j?0k式中 k——采样序号，k=0，1，2，．．．；
uk——第k 次采样时刻的输出值；
e k ——第k 次采样时刻输入的偏差值；
KI——积分系数，KI = KP/ TI；
u0——开始进行PI控制时的原始值；
T——采样周期。
（2） 防积分饱和数字PI调节器
引入积分环节的目的主要是为了消除静态误差，提高控制精度。但当急增负载、急减负载或大幅度增减设定值时，短时间内系统会产生很大的输入偏差，这会使PI运算的积分积累很大，引起输出的控制量增大，这一控制量很容易超出执行机构的极限控制量，从而引起强烈的积分饱和效应。这将会造成系统振荡、调节时间延长等不利结果。
为了消除积分饱和效应带来的不利影响，在空间矢量PWM三相逆变器闭环系统中使用防积分饱和PI调节器。其算法如下：
uS?KPek?Ik?1
- 34 -