一文理解电压电流双闭环控制及前馈解耦（入门)(详解）

电压电流双闭环控制作为一种耳熟能详的应用于电力电子、电机驱动和电源管理领域的高性能控制策略。其核心是通过内外环嵌套的闭环结构，实现对系统的快速动态响应和高精度稳态控制。

1.两电平逆变器的电路建模

• 要研究控制策略，必然和电路结构产生密不可分的联系，所以我们要进行建模。

• 关于逆变器结构，三电平及多电平的主要区别在于调制策略的不同，我们主要研究其外特性，控制策略方面是一样的，为了便捷性起见，我们针对两电平逆变器进行建模。

• 下面是一个常见的两电平逆变器的结构示意图：
  

• 由于复杂性，我采用了建模更为简单的LC型滤波器结构，也是实际低压系统中应用最多的滤波方案。

• 首先，写出三相电路的方程，E表示逆变器桥臂中点输出电势，U为并网点PCC处的电压，下面是经过L的KVL方程，由于是事先编辑的公式，公式和图片某些字母略有出入。$I_a$表示图中$i_{L}a$，在正式写论文是需要注意，大写一般表示有效值，小写表示瞬时值。
  $$\{\begin{array}{ll}L\frac{\mathrm{d}Ia}{\mathrm{d}t}=Ea-RIa-Ua& \\ & \\ L\frac{\mathrm{d}Ib}{\mathrm{d}t}=Eb-RIb-Ub& \\ & \\ L\frac{\mathrm{d}Ic}{\mathrm{d}t}=Ec-RIc-Uc& \end{array}$$
  （E和U的表示论文中各式各样，经常混为一谈，也有把E作为电网电压的，由于这几天我在推导VSG的相关模型,将其作为虚拟电动势,也就用E表示。）

• 经过电容之后的公式：
  $$\{\begin{array}{ll}C\frac{\mathrm{d}Ua}{\mathrm{d}t}=Ia-Ioa& \\ & \\ C\frac{\mathrm{d}Ub}{\mathrm{d}t}=Ib-Iob& \\ & \\ C\frac{\mathrm{d}Uc}{\mathrm{d}t}=Ic-Ioc& \end{array}$$

• 这里电容电流的参考方向向下流。

• 接下来经过坐标变换，变化到$\alpha$ $\beta$坐标系，变换的过程不再详解，参考其他博主文章，变化之后的公式如下：
  $$\{\begin{array}{l}L\frac{\mathrm{d}{I}^{}}{\mathrm{d}t}\end{array}$$