LCL構(gòu)成的三階濾波器具有更好的高次諧波衰減能力，可以在總電感值比L型濾波器電感值小很多的條件下，實(shí)現(xiàn)相同的濾波效果。但是LCL濾波器本身存在諧振問(wèn)題，為提高穩(wěn)定性，一般會(huì)考慮加入虛擬阻尼控制的方式，通過(guò)疊加補(bǔ)償電流反饋來(lái)達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定控制的效果。

離線模型如下所示：

離線仿真結(jié)果：

如果不采用補(bǔ)償算法，LC之間會(huì)發(fā)生振蕩，而加入了補(bǔ)償算法可以有效抑制振蕩，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了更好的模擬實(shí)際情況，我們采用半實(shí)物仿真的方式來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。

半實(shí)物仿真驗(yàn)證：

半實(shí)物仿真驗(yàn)證的時(shí)候，我們將主電路系統(tǒng)放入EasyGoNetBox電力電子仿真器中運(yùn)行，仿真步長(zhǎng)設(shè)置為1e-6，即1us實(shí)時(shí)仿真，將控制系統(tǒng)放入PXIBox中，控制模型運(yùn)行在10k，即1e-4步長(zhǎng)運(yùn)行。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即使加入補(bǔ)償算法，系統(tǒng)電流還是會(huì)振蕩發(fā)散。

分析原因：

在真實(shí)系統(tǒng)中，實(shí)物控制器首先通過(guò)硬件采集，然后傳到運(yùn)算單元計(jì)算，最后輸出結(jié)果來(lái)發(fā)出指令,整個(gè)過(guò)程會(huì)有一定的延遲。因?yàn)椴捎昧搜a(bǔ)償算法，所以可能會(huì)由于補(bǔ)償?shù)臅r(shí)延導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。

因?yàn)?a href="http://www.asorrir.com/tags/adc/" target="_blank">ADC的更新率，PWM更新率都非常快，一般只有幾百ns，最多1-2us的延遲（具體根據(jù)實(shí)際PWM的更新率以及ADC的更新率可計(jì)算出），相對(duì)于模型實(shí)時(shí)計(jì)算的周期Ts_Control要小很多，所以大部分的實(shí)際系統(tǒng)的時(shí)延是由于控制器的控制周期帶來(lái)的，考慮到以上幾個(gè)部分存在并行同步的運(yùn)行，所以時(shí)延可能會(huì)在1-2個(gè)Ts_Control。

原因離線分析：

為了驗(yàn)證是否是因?yàn)闀r(shí)延導(dǎo)致算法運(yùn)行不合理，我們?cè)陔x線仿真程序中模擬實(shí)際控制系統(tǒng)的時(shí)延因素，時(shí)延選擇為2個(gè)Ts_Control延遲。同時(shí)調(diào)整不同的控制周期并進(jìn)行仿真對(duì)比：

1. 控制速率200k，delay大約在1e-5s，kp=20，ki=100

1. 控制速率50k，delay大約在4e-5s，kp=20，ki=100

1. 控制速率20k，delay大約在1e-4s，kp=5，ki=40

控制速率20k，delay大約在1e-4s，kp=20，ki=100（調(diào)整PI，有助于改善波形，但是還是會(huì)振蕩。）

1. 10k，delay大約在2e-4s，kp=5，ki=40

初步結(jié)論：

對(duì)于此系統(tǒng)，確實(shí)過(guò)大的時(shí)延會(huì)帶來(lái)影響，所以控制速率越快，實(shí)際系統(tǒng)的延遲越小，控制的穩(wěn)定性越好。從離線仿真效果來(lái)看，要忽略時(shí)延帶來(lái)的影響，需要控制速率至少要達(dá)到50k，甚至200k的控制速率，這種控制速率用傳統(tǒng)的實(shí)時(shí)CPU運(yùn)行方式是無(wú)法達(dá)到的。EasyGoFPGA Coder技術(shù)可以非常簡(jiǎn)單將模型運(yùn)行在FPGA上，輕松完成200k的實(shí)時(shí)控制。

實(shí)際運(yùn)行的結(jié)果如下（錄波波形）：

不加補(bǔ)償算法：

加補(bǔ)償算法：