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目前应用在恒压恒频电力电子变流系统的控制方案多为无差拍控制、线性状态反馈控制等常规反馈控制与基于内模原理的重复/谐振控制相互组合的复合控制方案。
常规反馈控制器的设计是建立在被控对象的精确模型基础上。可是，在实际应用中，由于参数变化，非线性负载和时变负载等不确定因素使得变流器的实际模型偏离标称模型。因此，当扰动发生的情况下，基于精确模型设计的反馈控制器往往难以保证系统固有的性能，甚至使系统失控。鲁棒控制理论是分析和设计不确定系统的一种强有力的工具，主要解决了被控对象不确定建模问题和在一定范围内因模型变化而引起控制系统性能恶化的控制难题。在一定的不确定范围内，通过优化折中系统的各种性能指标，使得设计的反馈控制器即使在扰动发生的情况下，依然能保证系统固有的性能。然而，鲁棒反馈控制器由于要兼顾鲁棒性和动态响应能力，且无记忆和学习能力，其稳态跟踪精度通常得不到保证。
基于内模原理的重复控制，具有良好的在线学习能力且算法简单，对周期性的交流参考信号能得到很高的稳态跟踪精度，对周期性扰动有很好的抑制作用。然而，闭环系统的相位滞后制约着重复控制系统的性能提升。另外，由于其内模结构中的长延迟环节，重复控制系统的动态响应速度较慢。在动态响应速度上，虽然同样基于内模原理的谐振控制要快于重复控制，可是，在对多个正弦信号进行跟踪和抑制时，谐振控制器的“单谱”特性决定了需要多个谐振控制器并联使用。然而，谐振控制器在谐振频率处具有-π相位跳变，高阶谐振控制器，特别是逆变器在整流器负载条件下，会大幅降低谐振控制系统的相位裕度，甚至导致相位裕度不满足稳定条件。因此，无相位补偿的多谐振控制系统的性能受限，难以进一步提高。
基于以上分析，本文提出了基于内模原理的相位补偿鲁棒重复控制技术和基于内模原理的相位补偿谐振控制技术，并将其应用于电力电子变流器输出波形的高精度控制。
1)将鲁棒反馈控制与基于内模原理的重复控制相结合，提出了鲁棒重复优化控制技术。文中探讨了鲁棒反馈控制器与基于内模原理的重复控制器之间的协调与有机融合方法，实现了两种控制器的优势性能互补。所提出的鲁棒重复优化控制方案的综合性能良好且易于实时实现，通过优化使之成为高性能与高性价比的精确控制方案。在一定的不确定范围内，鲁棒反馈控制器可确保系统具有快速的动态响应速度，以及良好的鲁棒性;而重复控制器则确保控制系统具有高精度稳态跟踪性能和强有力的谐波抑制能力。
文中给出了完整的鲁棒重复控制技术设计方法与步骤，并开发了应用在三相PWM逆变器的鲁棒重复控制策略。实验结果表明，即使在非线性负载条件下，采用鲁棒重复控制策略控制的三相PWM逆变器不仅输出电压的总谐波畸变非常小、稳态控制精度高、响应快，而且在参数变化和负载扰动发生的情况下，具有良好的鲁棒性。
2)将常规反馈控制与基于内模原理的谐振控制相互结合，提出了相位补偿谐振优化控制技术。文中借助于重复控制的相位补偿原理，归纳并阐明了谐振控制的相位补偿原理，揭示了相位补偿重复控制与相位补偿谐振控制之间的有机联系。和相位补偿重复控制相比，相位补偿谐振控制能够独立地对任意的谐波频率提供所需的相位补偿角，以期达到接近“零相位”的效果，从而能拓宽多谐振系统的稳定范围;通过相位补偿，还能将更多的谐振控制器并联组合，从而能提高多谐振系统的控制精度;同时，根据各谐波占有总谐波畸变率的权重大小，相应地选取各谐振控制器的增益，能大大优化多谐振系统的响应速度。
文中开发了应用在单/三相PWM逆变器的相位补偿谐振控制策略。实验结果表明，在整流器负载条件下，采用相位补偿谐振控制方案控制的单/三相PWM逆变器不仅输出电压的总谐波畸变非常小、稳态控制精度高、动态响应快，而且在负载突变的情况下，系统仍然具有良好的鲁棒性。
3)结合谐波注入机理，提出了基于内模原理的谐波治理优化控制技术。文中分析了并网PWM变换器谐波注入机理，阐明了直流侧产生二次及其偶次谐波电压以及交流侧产生奇次谐波电流的机理，并推导了电网输入电流的总谐波畸变率与电网输入电流的幅值大小关系，直流侧谐波电压幅值与功率因数、电网输入电流幅值大小关系。
文中开发了应用于单相PWM整流器的谐波治理控制策略，并将相位补偿谐振控制技术用于其中。实验结果表明，采用所提出的谐波治理控制策略控制的单相PWM整流器注入到电网的谐波电流明显减少，满足实际应用要求;同时验证了谐波注入机理分析的正确性。