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逆变器作为能源转换的核心装置,在日常生活中的应用也越来越广泛,传统的单相逆变系统控制器通常采用PI控制,在SPWM调制方式下PI控制开关频率固定,随着开关频率的提高,开关器件的损耗会急剧增加。为了降低开关管的开关损耗,本文提出一种基于变系数预测控制的单相逆变器优化办法,通过对目标函数中各项系数进行设计,实现了电流跟踪与开关损耗控制的统一,在较好地跟踪电流给定的同时抑制大电流时开关管的开关动作,从而达到降低开关损耗,提升系统能量转换效率的目的。第一,阐述当今全世界能源的现状以及发展趋势,说明了新能源的优势以及发展前景、逆变器的发展现状以及应用范围,对逆变器的控制方法进行分析和比较,预测控制的优势显而易见。第二,首先介绍单相逆变的三种拓扑及其控制方法和特点,然后介绍了常用的几种控制器,最后介绍单相逆变系统中有关滤波器的种类和选择,如LC,LCL型滤波器,并计算其传递函数。作原理,对单相并网逆变拓扑进行建模和求得预测未来时域电流的表达式,并根据控制需求构建目标优化函数,优化函数中包括了电流跟踪和降低开关频率两部分,通过对目标函数求解最优解,作用到系统下一拍的控制过程中,达到实时滚动校正的目的,通过MATLAB仿真结果以及开关次数的对比,验证了控制器设计的有效性。第四,根据仿真设计硬件电路,包括采样电路、吸收电路和驱动电路,对其原理图和参数进行设计和计算,另外针对主要器件如IGBT、滤波电感,根据系统设计参数对其进行参数计算和选型,保证系统能够安全稳定的运行。第五,搭建3KW的实验样机,对驱动波形和死区时间进行测量,针对电流跟踪和大电流降低开关频率两种工作模式进行实验验证。