單周控制原理及其應(yīng)用

0 引言

20 世紀(jì)90 年代初，美國(guó)加州理工學(xué)院的K.M.Smedley 博士提出一種大信號(hào)非線(xiàn)性控制理論方法———單周控制理論(One Cycle Control)，它是在開(kāi)關(guān)放大器的PWM控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。

其突出優(yōu)點(diǎn)是無(wú)論在穩(wěn)態(tài)還是在暫態(tài)情況下，都能保持受控量的平均值恰好等于或正比于控制參考信號(hào)，即能在一個(gè)周期內(nèi)，有效地抵制電源側(cè)的擾動(dòng)，既沒(méi)有靜態(tài)誤差也沒(méi)有動(dòng)態(tài)誤差，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快速，對(duì)輸入擾動(dòng)抑制能力強(qiáng)。開(kāi)關(guān)變換器是脈沖式的非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，大多數(shù)采取的控制方案是首先通過(guò)線(xiàn)性化控制方程逼近這個(gè)非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，然后再采用線(xiàn)性反饋技術(shù)進(jìn)行控制。這種方法限制了開(kāi)關(guān)非線(xiàn)性系統(tǒng)的功能。而單周控制沒(méi)有這種限制，因而得到了學(xué)術(shù)界的廣泛認(rèn)可，也成為了學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。

單周控制與其它現(xiàn)有PWM控制方法相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好，可適應(yīng)高精度、高速度和高抗干擾的控制要求。單周控制已在DC-DC變換器、功率因數(shù)校正、有源電力濾波器、逆變器、開(kāi)關(guān)功率放大器、不間斷電源、交流穩(wěn)壓電源、靜止無(wú)功發(fā)生器以及功率放大和光伏電源最大功率點(diǎn)跟蹤控制等方面得到大量應(yīng)用。在國(guó)外，己有公司開(kāi)始致力于將單周控制模塊化并投入到商業(yè)運(yùn)營(yíng)。

1 單周控制原理

將單周控制的基本原理應(yīng)用于各種電流控制上，就可以得到電荷控制(Charge Control)，準(zhǔn)電荷控制(Quasi-Charge Control)，非線(xiàn)性載波控制(Nonlinear Carrier Control)和輸入電流整形技術(shù)(Input Current Control)等新型控制技術(shù)。從形式上看電荷控制是電流型的單周期控制，其控制思想是控制開(kāi)關(guān)的電流量，使之在一個(gè)周期內(nèi)達(dá)到期望值。準(zhǔn)電荷控制也是一種電流型的單周控制。

準(zhǔn)電荷控制是在電荷控制的基礎(chǔ)上，用RC 網(wǎng)絡(luò)代替電荷控制時(shí)電路中的C 網(wǎng)絡(luò)。非線(xiàn)性載波控制的控制電流可為開(kāi)關(guān)電流、二極管電流或電感電流，從電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上講非線(xiàn)性載波控制技術(shù)是在電荷控制的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)外加的非線(xiàn)性補(bǔ)償，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在非線(xiàn)性載波控制中當(dāng)電路工作在電流連續(xù)狀態(tài)下，系統(tǒng)就是穩(wěn)定的，而電路工作在斷續(xù)狀態(tài)下，系統(tǒng)是小信號(hào)穩(wěn)定的;另外非線(xiàn)性載波控制工作在斷續(xù)條件下會(huì)產(chǎn)生輸入電流的畸變。輸入電流整形技術(shù)用于檢測(cè)二極管上的電流，從形式上說(shuō)是一種類(lèi)似于非線(xiàn)性載波控制的控制方案，從控制的實(shí)質(zhì)上講它是平均電流控制的一種反用。

2 單周控制在電力電子領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 單周控制在DC-DC變換器的應(yīng)用

DC-DC變換器將輸入的直流電壓，經(jīng)高頻斬波或高頻逆變后，再經(jīng)整流和濾波環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成所需幅值的直流電壓。因DC- DC 變換器非線(xiàn)性強(qiáng)，所以建立模型相當(dāng)困難，故采用經(jīng)典控制法———電壓型控制技術(shù)和電流型控制技術(shù)難以達(dá)到控制要求。電壓型控制技術(shù)是當(dāng)輸入電源電壓、負(fù)載、功率電路元器件參數(shù)變化時(shí)，只有等到輸出電壓變化后，反饋環(huán)路才能起到調(diào)節(jié)輸出電壓的作用，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢;為了降低系統(tǒng)的靜態(tài)誤差、功率電路的大時(shí)間常數(shù)和控制信號(hào)的傳遞延遲對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的影響，必須采用高增益、寬頻帶的運(yùn)放，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，即系統(tǒng)的靜態(tài)性能、快速性與穩(wěn)定性之間存在矛盾。而電流型控制技術(shù)不能承受持續(xù)的短路，由于在短路輸出時(shí)，誤差放大器已失去了作用，使電路工作于最大占空比，增大了輸入功率;同時(shí)變換器的電路損耗劇增，這是因?yàn)楣β书_(kāi)關(guān)管的關(guān)斷僅受流過(guò)開(kāi)關(guān)管上的峰值電流脈沖控制。

單周控制技術(shù)應(yīng)用于DC- DC變換器，具有很強(qiáng)的抗輸入電壓干擾能力，對(duì)短路有保護(hù)功能，可以承受持續(xù)的短路;并且很好地解決了系統(tǒng)的靜態(tài)性能、快速性與穩(wěn)定性之間的矛盾。單周期控制技術(shù)應(yīng)用于DC-DC 變換器，其不足主要在于對(duì)開(kāi)關(guān)誤差的校正能力有限，系統(tǒng)存在一定的穩(wěn)態(tài)誤差，系統(tǒng)的負(fù)載動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度較慢，過(guò)沖嚴(yán)重。

通過(guò)一定的策略可對(duì)輸入電壓和負(fù)載電流擾動(dòng)進(jìn)行抑制，但不能實(shí)現(xiàn)變換器的最優(yōu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)。目前只是對(duì)單周期控制的半橋式DC-DC 變換器進(jìn)行了理論分析和系統(tǒng)仿真。

2.2 單周控制在功率因數(shù)校正中的應(yīng)用

功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)是抑制AC 輸入電流發(fā)生波形畸變的主要方法，其使整流二極管的導(dǎo)通角趨于180毅，產(chǎn)生與AC 電壓同相位的AC 輸入正弦波電流，致使系統(tǒng)功率因數(shù)十分接近于1。

PFC 的控制策略按照輸入電感電流是否連續(xù)，分為不連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)和連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)。DCM 控制又稱(chēng)電壓跟蹤方法，它是PFC中簡(jiǎn)單而實(shí)用的一種控制方式，應(yīng)用較為廣泛。

DCM 控制盡管簡(jiǎn)單，但由于器件承受較大的開(kāi)關(guān)應(yīng)力，所以只能應(yīng)用在小功率范圍。CCM 模式下有直接電流控制與間接電流控制兩種方式。直接電流控制的優(yōu)點(diǎn)是電流瞬態(tài)特性好，自身具有過(guò)流保護(hù)能力，但需要檢測(cè)瞬態(tài)電流，控制電路復(fù)雜。間接電流控制的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)需電流傳感,缺點(diǎn)是穩(wěn)態(tài)性很差，動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢，動(dòng)態(tài)過(guò)程中存在直流電流偏移和很大的電流過(guò)沖。

單周控制PFC 把開(kāi)關(guān)變量作為輸入電流，控制參考量作為輸入電壓，這樣使輸入電流在單個(gè)周期內(nèi)能跟隨輸入電壓變化，采樣電流也隨電壓信號(hào)變化。從而實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正目的，功率因數(shù)非常接近于1。采用單周控制可以簡(jiǎn)化控制電路的設(shè)計(jì)，不需要使用乘法器，不用檢測(cè)輸入電壓，使系統(tǒng)更易實(shí)現(xiàn)，并且降低了設(shè)備的經(jīng)濟(jì)成本。

PFC 是單周控制應(yīng)用較成熟的領(lǐng)域之一，在單相和三相功率電路中都得到成功的應(yīng)用，并取得很好的效果。功率已做到了500 W，頻率最大已做到100 kHz。

2.3 單周控制在有源電力濾波器中的應(yīng)用

有源電力濾波器(Active Power Filter, APF)作為一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波和補(bǔ)償無(wú)功功率的新型電力電子裝置，可對(duì)大小和頻率都變化的諧波分量和無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償。其補(bǔ)償性主要取決于對(duì)畸變電流的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確檢測(cè)和逆變器輸出電流的控制策略。單周控制有源濾波器(UCI-APF)是諧波補(bǔ)償?shù)男路较?，與常用的APF相比，UCI-APF 控制方法具有簡(jiǎn)便、采樣通道少、電路成本低、檢測(cè)量少、控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可調(diào)節(jié)功率因數(shù)接近1，故在中小功率場(chǎng)合有推廣價(jià)值。但經(jīng)典的UCI-APF對(duì)電路參數(shù)的依賴(lài)性非常大，當(dāng)控制電路積分參數(shù)出現(xiàn)偏差或浮動(dòng)時(shí)，主電路上的進(jìn)線(xiàn)電流將引入直流分量，這嚴(yán)重阻礙其推廣應(yīng)用。

單周控制有源濾波器的控制目標(biāo)是消除諧波并調(diào)節(jié)功率因數(shù)接近1，因此當(dāng)有源濾波器有效工作時(shí)，網(wǎng)側(cè)電流波形跟蹤電壓波形，整個(gè)系統(tǒng)能夠等效為線(xiàn)性負(fù)載(等效阻抗為Re)，即

由上面分析可見(jiàn)，控制方程可由單周控制的方式實(shí)現(xiàn)，但要求積分速度非常精確。單周控制是一種非線(xiàn)性的占空比調(diào)制方式，其目的是在一個(gè)[!--empirenews.page--]

單周控制有源濾波器的缺點(diǎn)是以峰值電流檢測(cè)和比較的方法產(chǎn)生占空比信號(hào)，采用一個(gè)比較器，在整個(gè)正弦波周期內(nèi)都是開(kāi)關(guān)導(dǎo)通期間電流上升，開(kāi)關(guān)關(guān)斷期間電流下降，所以存在電流紋波。由于電流的峰值和輸入電壓波形一致，紋波的存在將使平均電流低于標(biāo)準(zhǔn)正弦波電流，從而產(chǎn)生電流直流分量。人們也想了很多改進(jìn)的單周控制方法抑制直流分量，比如單極調(diào)制技術(shù)等。

APF 是單周控制應(yīng)用較成熟的領(lǐng)域之一，目前分為單周控制單相和三相APF，由于不需要檢測(cè)負(fù)載電流、不需要計(jì)算負(fù)載電流的諧波和無(wú)功分量、不需要乘法器和電壓傳感器，從而簡(jiǎn)化了APF的工作原理和結(jié)構(gòu)，因此控制結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，可靠性更高，魯棒性更好。

2.4 單周控制在逆變器中的應(yīng)用

單周控制技術(shù)應(yīng)用于電壓型逆變電路中，給負(fù)載提供所需要的交流電壓源。根據(jù)單周控制原理，用兩個(gè)積分器交互工作解決了積分器的復(fù)位問(wèn)題;再用增加直流偏移量解決實(shí)際電路中遇到的電壓測(cè)量問(wèn)題。對(duì)于逆變電路而言，提高直流電壓利用率可以提高逆變器的輸出能力，減少逆變器開(kāi)關(guān)的動(dòng)作次數(shù)，就能減少開(kāi)關(guān)損耗。采用雙積分器單周控制的電壓型逆變電源，其逆變電路硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出電壓幅值和頻率可調(diào)，具有快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。實(shí)驗(yàn)證明單周控制技術(shù)是一種較理想的變頻器控制技術(shù)。該技術(shù)直流電壓利用率高，提高了系統(tǒng)的效率;開(kāi)關(guān)器件工作在定頻率下，降低了諧波損耗，節(jié)約了能源;有較強(qiáng)的抗電源擾動(dòng)能力，使得輸出電壓不受直流電壓波動(dòng)的影響;系統(tǒng)的響應(yīng)快;系統(tǒng)硬件電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，可廣泛用于各類(lèi)逆變電源，如車(chē)載、船載電源等。

但目前單周控制應(yīng)用于逆變器還不成熟，只是對(duì)雙管正激式直流變換器型高頻環(huán)節(jié)DC-AC 逆變器、正反激組合式雙向功率流高頻環(huán)節(jié)DC-AC 逆變器進(jìn)行仿真，研制了一臺(tái)電壓型逆變電源樣機(jī)，電壓幅值范圍可以是0 耀232 V，頻率范圍是0耀100 Hz，輸出波形質(zhì)量高，THD 均在0. 8%以下，最小達(dá)到了0. 2559%。

2.5 單周控制在開(kāi)關(guān)功率放大器中的應(yīng)用

開(kāi)關(guān)功率放大器(Switching Power Amplifier)具有效率高、體積小的特點(diǎn)，同時(shí)隨著功率器件水平和電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，保真度也得到很大改善，因此在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和研究發(fā)展迅速。

開(kāi)關(guān)功率放大器的控制方式是影響其性能的關(guān)鍵因素之一。單周控制是一種大信號(hào)非線(xiàn)性PWM 調(diào)制方案，克服了開(kāi)關(guān)變換器的非線(xiàn)性特性，對(duì)大信號(hào)放大時(shí)畸變較小;單周控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，系統(tǒng)帶寬僅取決于輸出低通濾波器，從而易確定音頻帶寬;單周控制可同時(shí)處理信號(hào)和功率，可自動(dòng)抑制電源紋波，故不需高精度直流電源，事實(shí)上，一經(jīng)整流的不可控電源加上一小電容就可用作開(kāi)關(guān)音頻功率放大的直流電源，從而進(jìn)一步降低了功率損耗、裝置的復(fù)雜性、大小及成木。實(shí)際工作中，單周控制開(kāi)關(guān)變換器的復(fù)位脈沖不可能理想，會(huì)使輸出端產(chǎn)生直流偏置，分析表明，直流偏置的大小與復(fù)位脈沖的寬度成正比變化。針對(duì)單周控制的開(kāi)關(guān)功率放大輸出直流偏置問(wèn)題，提出了一種在比較器的同相輸入端引入補(bǔ)償電壓的解決方案，給出了補(bǔ)償電壓的具體計(jì)算公式。補(bǔ)償前、后開(kāi)關(guān)放大器仿真和實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果表明，補(bǔ)償后的單周控制開(kāi)關(guān)功率放大器性能優(yōu)良，有效地解決了補(bǔ)償前的輸出直流偏置問(wèn)題。

單周控制的開(kāi)關(guān)功率放大器雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，但由于其提出的時(shí)間還不長(zhǎng)，還存在許多需要解決的問(wèn)題。單周控制的開(kāi)關(guān)功率放大器目前還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大功率的應(yīng)用;同時(shí)，輸出端存在的直流偏置問(wèn)題需要很好的研究和解決。

2.6 單周控制在不間斷電源器中的應(yīng)用

不間斷電源(UPS)不僅是不停電，能讓機(jī)器開(kāi)機(jī)，還要保護(hù)數(shù)據(jù)的安全性。事實(shí)上，任何信息產(chǎn)品，最終都要保證數(shù)據(jù)在處理、存儲(chǔ)和傳輸?shù)娜^(guò)程中做到高速、準(zhǔn)確、安全。

單周控制的UPS 可分別用雙極性模式和單極性模式兩種方式實(shí)現(xiàn)，采用雙極性模式的UPS 控制電路簡(jiǎn)單，主要由復(fù)位積分器、一個(gè)比較器、觸發(fā)器及時(shí)鐘組成，但在負(fù)載較輕時(shí)易出現(xiàn)直流偏移;單極性操作模式的UPS 雖然需要較為復(fù)雜的電路來(lái)解決輸出電壓過(guò)零點(diǎn)誤差問(wèn)題，但逆變器電源部分只有2 個(gè)開(kāi)關(guān)工作在較高的開(kāi)關(guān)頻率，其它2 個(gè)工作在工頻，因此可減小開(kāi)關(guān)損耗，提高開(kāi)關(guān)效率，在正、負(fù)半周工作在對(duì)稱(chēng)情況下，消除了直流偏移。單極性操作模式輸出為正、負(fù)、零3個(gè)等級(jí)的電壓信號(hào)，可有效降低PWM 波形的低次諧波和電磁干擾，減小輸出濾波器的體積。在兩種模式下，單周控制的UPS 工作頻率恒定、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，在負(fù)載電壓變化和輸入電壓畸變時(shí)都表現(xiàn)出很強(qiáng)的魯棒性，輸出電壓畸變較小。目前對(duì)單周控制UPS的研究較少，只處在理論分析和探索中。

2.7 單周控制在靜止無(wú)功發(fā)生器中的應(yīng)用

靜止無(wú)功發(fā)生器簡(jiǎn)稱(chēng)SVG(Static Var Generator)，也是一種電力電子補(bǔ)償裝置。與靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置(SVC)不同的是，SVG 通過(guò)發(fā)出無(wú)功功率達(dá)到無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康?，不需要大容量的電抗器、電容器等?chǔ)能元件，一般指的是自換相電力半導(dǎo)體橋式變流器型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。

單周期控制的靜止無(wú)功發(fā)生器主要研究?jī)?nèi)容是在對(duì)應(yīng)用單周期控制的靜止無(wú)功發(fā)生器建立數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，分析直流側(cè)電壓波動(dòng)和兩電容電壓不平衡的原因，結(jié)合單周期控制法提出了一種有效、簡(jiǎn)單的解決辦法。該方法的進(jìn)展現(xiàn)在處于系統(tǒng)的仿真階段。

2.8 單周控制在交流穩(wěn)壓電源中的應(yīng)用

在交流穩(wěn)壓電源(AC Stabilizer)中，補(bǔ)償式電源有其比較突出的優(yōu)點(diǎn)。由于補(bǔ)償式電源所采用的電力變換器的容量按照補(bǔ)償功率選取，容量要比電源的額定值小很多，所以與其他類(lèi)型的穩(wěn)壓電源相比，有更好的經(jīng)濟(jì)效益和體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有的補(bǔ)償式交流穩(wěn)壓電源補(bǔ)償電壓的調(diào)節(jié)方式有下列三種：

1)采用多抽頭變壓器，用雙向晶閘管調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓，補(bǔ)償電壓有級(jí)差。

2)通過(guò)機(jī)電式機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)自耦變壓器的觸頭來(lái)調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢。

3)采用交流斬控技術(shù)來(lái)調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓，但是由于交流斬控電路的輸出電壓始終和輸入電壓保持同向，為使其應(yīng)用于補(bǔ)償式結(jié)構(gòu)中，則必須附加電壓極性變換電路。電壓極性變換電路一般采用雙向晶閘管，因采用過(guò)零觸發(fā)，其動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間不可能很快。而且采用的電壓、電流相位檢測(cè)的非互補(bǔ)控制方式過(guò)于復(fù)雜。

單周控制穩(wěn)壓電源具有兩大特點(diǎn)：可以四象限運(yùn)行，適用于感性、容性等各種負(fù)載;具有單周期控制的特點(diǎn)，抗輸入擾動(dòng)性強(qiáng)，并且能夠快速跟蹤給定。

將單周期控制技術(shù)引入交流穩(wěn)壓電源，快速抑制了輸入側(cè)的擾動(dòng)，電源的輸出不受輸入的影響，使得系統(tǒng)具有快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。采用交流斬波串聯(lián)補(bǔ)償方式，可以保持能量的雙向通路，負(fù)載適應(yīng)性強(qiáng)，并且使得單周期控制方式便于實(shí)現(xiàn)。目前己經(jīng)通過(guò)了5 kW的試驗(yàn)樣機(jī)測(cè)試。

2.9 單周控制在光伏電源最大功率點(diǎn)跟蹤控制中的應(yīng)用

單周控制的光伏電源最大功率點(diǎn)跟蹤控制法，在一個(gè)周期內(nèi)，最大功率點(diǎn)跟蹤控制器可根據(jù)日照水平將光伏電源系統(tǒng)的工作點(diǎn)自動(dòng)調(diào)節(jié)到最大輸出功率點(diǎn)，同時(shí)向電網(wǎng)注入單周功率因數(shù)的正弦電流。系統(tǒng)避免了傳統(tǒng)光伏電源的兩級(jí)功率轉(zhuǎn)換(一級(jí)控制直流/直流變換器跟蹤最大功率點(diǎn)，一級(jí)直流/交流變換器提供和電網(wǎng)電壓同相的正弦電流)，用一單級(jí)功率電路和一單周控制器相結(jié)合實(shí)現(xiàn)兩項(xiàng)功能：最大功率點(diǎn)跟蹤和直流/交流轉(zhuǎn)換。該控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在理論分析和試驗(yàn)校正得到電路參數(shù)后，系統(tǒng)穩(wěn)定收斂在最大功率點(diǎn)，轉(zhuǎn)換效率可達(dá)95.6豫，在電網(wǎng)電壓THD為5.215豫的情況下電源電流THD 僅為5.769豫，達(dá)到較高控制精度和穩(wěn)定度。這種方法極大地簡(jiǎn)化了裝置的復(fù)雜性，降低了成木，增加了光伏電源商業(yè)化的可能性，也為可再生能源的能量注入電網(wǎng)提供了一種簡(jiǎn)單、易行、高效的轉(zhuǎn)換方案。

3 結(jié)論

以上介紹和分析了單周控制理論的原理和現(xiàn)狀及其在DC-DC 變換器、功率因數(shù)校正、有源電力濾波器、逆變器、開(kāi)關(guān)功率放大器、不間斷電源、靜止無(wú)功發(fā)生器以及交流穩(wěn)壓電源和光伏電源最大功率點(diǎn)跟蹤控制中的應(yīng)用情況。

3.1 單周控制的優(yōu)點(diǎn)

1)單周控制使開(kāi)關(guān)變量在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期中精確地跟隨參考信號(hào)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，抗電源擾動(dòng)能力強(qiáng)。

2)單周控制能有效地消除電源紋波干擾，也可以消除大部分的諧波成分，大大減少輸出諧波含量，不需要高精度的直流電源，有利于簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低成木。

3)單周控制自動(dòng)地校正功率開(kāi)關(guān)的暫態(tài)誤差和導(dǎo)通誤差，輸出沒(méi)有交越失真，能得到很高的線(xiàn)性度。

4)控制電路簡(jiǎn)單，不需要加法器、乘法器等復(fù)雜元器件;不需產(chǎn)生參考信號(hào)，也不需要過(guò)多的電壓傳感器。

3.2 單周控制的缺點(diǎn)

1)單周控制技術(shù)對(duì)負(fù)載擾動(dòng)抑制能力差，負(fù)載動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢，通過(guò)檢測(cè)每個(gè)開(kāi)關(guān)周期的電感電壓平均值，并引入積分器來(lái)改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)，存在不能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的問(wèn)題。

2)控制器對(duì)開(kāi)關(guān)誤差校正能力有限，系統(tǒng)存在穩(wěn)態(tài)誤差。

3)當(dāng)變換器因負(fù)載擾動(dòng)從電感電流連續(xù)模式進(jìn)入不連續(xù)模式時(shí)，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定，如果將輸入電壓誤差引入積分器，負(fù)載擾動(dòng)抑制會(huì)有所改善，但負(fù)載擾動(dòng)信號(hào)是基于輸出電壓誤差，不能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

3.3 需進(jìn)一步研究問(wèn)題

1)單周控制是一種新的非線(xiàn)性控制理論，它在理論與實(shí)踐中還有待進(jìn)一步研究和討論。如單周控制器輸出電流直流分量、開(kāi)關(guān)誤差校正能力、負(fù)載擾動(dòng)抑制等，雖采取了一些克服辦法，也提出了不少改進(jìn)模型，但仍缺乏完全克服缺陷的理想辦法，需進(jìn)行深入研究，建立一套完整的理論體系。

2)加強(qiáng)單周控制系統(tǒng)建模的準(zhǔn)確性。因模型是單周控制的基礎(chǔ)，建立在較精確模型上的單周控制勢(shì)必使其系統(tǒng)的輸出更準(zhǔn)確，從而得到更為有效的控制。

3)單周控制本身的特點(diǎn)使現(xiàn)存算法中主要設(shè)計(jì)參數(shù)與系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動(dòng)靜態(tài)特性和魯棒性間定量的解析表達(dá)式難以得到，故關(guān)于穩(wěn)定性和魯棒性的定量研究與分析還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這將是今后研究的一個(gè)重要方向。

4)雖然單周控制在工業(yè)應(yīng)用上做了大量研究，但總體上仍停留在理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)上，用于工程實(shí)踐很少，因此須加強(qiáng)理論研究與實(shí)際工程應(yīng)用的結(jié)合，加快成熟應(yīng)用模型的產(chǎn)品化工作。