交流电源系统的基准与反馈

摘要：交流电源系统实际上是一个闭环的自动控制系统，基准和反馈是它的两个重要环节。分别介绍了交流电源系统两种常用的基准——正弦波电压和直流电平，及其常用的反馈方式——峰值反馈和平均值反馈，并对交流电源系统的各种基准与反馈电路进行了分析与比较。结合自动控制理论，剖析了因基准与反馈环节设计不当对交流电源系统产生的影响，并给出采用有效值转换电路消除系统静态误差的解决方案。
关键词：交流电源系统；基准；反馈；有效值转换

0 引言
交流电源系统是一个闭环的自动控制系统，在这个系统中有两个重要环节——基准和反馈。按自动控制的要求，若以时间函数r(t)表示给定值，以C(t)表示受控量，r(t)与C(t)应具有同一性。但在实际的系统中同一性往往难以得到充分满足，从而会在自动控制系统中产生附加的静态误差。

1 关于交流电源系统的基准
目前，交流电源系统的基准有两种：正弦波电压和直流电平。
1．1 以正弦波电压为基准的交流电源系统
交流电源系统的输出电压是恒频交流电压，由于交流电源系统的基准应当与其输出电压具有同一性，因此交流电源系统的基准也应是恒频交流电压，并且基准应具有较高的稳定性。然而交流电源系统输出的恒频交流电压是近似于理想的正弦波电压，其输出电压的稳定性是靠PWM控制策略来实现的，系统的动态结构图如图1所示。

在该系统框图中基准正弦波电压为uj，输出电压为u(115 V，400Hz)，它们的关系为：u／uj=R2／R1。该交流电源系统是一个二元反馈系统，除了电压反馈之外，还通过电流互感器M摄取电流反馈信号形成电流反馈。该电流反馈信号为高频信号兼有调制△u的作用。经分析电路要求调制比大于50时，才能保证系统输出电压的稳态误差及失真度都在1％以下。