发布时间：2023-03-17 18:03:40
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关键词：谐波补偿；逆变器；波形控制
引言
逆变器是一种重要的DC/AC变换装置。衡量其性能的一个重要指标是输出电压波形质量，一个好的逆变器，它的输出电压波形应该尽量接近正弦，总谐波畸变率（THD）应该尽量小。在实际应用中逆变器经常需要接整流型负载，在这种情况下仅仅采用SPWM调制技术的逆变器，其输出电压波形就会产生很大的畸变。
为了得到THD小的输出电压，波形控制技术近年来得到了极大的发展。重复控制[1]是近年来研究得比较多的一种控制方案。本文从谐波补偿的角度出发，采用改进型FFT算法对输出电压误差信号进行实时频谱分析，把由软件算法产生的经过预畸变的谐波信号注入逆变器，由此达到抑制非线性扰动从而校正输出电压波形的目的。
1控制系统结构及工作原理分析
图1为控制系统结构框图[2]。G1(s)表示控制对象，在这里就是输出LC滤波器的传递函数，其离散化形式由G1(z)表示。G2(z)表示内部模型，它与G1(z)相等。
1.1扰动抑制原理
考虑扰动信号d(z)在输出点的响应。由图1可以很容易得到扰动信号的传函
Hd(z)=1-{[Gc(z)G1(z)]/1+[G1(z)-G2(z)]Gc(z)}(1)
由于G1(z)=G2(z)，故Hd(z)可简化为
Hd(z)=1－Gc(z)G1(z)(2)
显然，只要Gc(z)=G1－1(z)，则Hd(z)=0，即扰动可以得到完全的抑制。
不幸的是，实际逆变器的z域传递函数含有一个纯延时环节，这就意味着谐波补偿器Gc(z)必须含有一个超前环节，这在物理上是无法实现的。但在实际应用中我们只须抑制低次谐波就可以获得较好的输出电压波形，所以，只需要使谐波补偿器低频段频率特性是控制对象G1(s)低频段频率特性的逆就可以了。而这是很容易做到的，本文把这种低频段频率特性意义上的逆称为“等效逆”。
1.2内部模型
内部模型G2(z)就等于G1(s)的离散化形式G1(z)，它的作用就是模拟控制对象的特性，作为参考信号源。在实际系统中，内部模型作为整个数字控制系统的一部分，由DSP软件算法实现。
1.3谐波补偿器
谐波补偿器由FFT和谐波发生器组成。FFT算法对输出电压误差进行实时频谱分析，因为，逆变器接整流型负载，其输出电压畸变主要是由于在输出端叠加了次数较低的奇次谐波，所以，只须分析出1，3，5，7，9次谐波的幅值和初相位就可以满足要求。
设x(n)为N点有限长序列，其FFT为
式中：k=0，1，…，N－1；
显然，常规的FFT算法，其输出点数和输入点
数是相等的，但在本系统中只须求出X(1)，X(3)，
X(5)，X(7)，X(9)等5个输出点，其他输出点是不须计算的。根据基于FFT的蝶形计算流程图[3]可以知道，在只须计算指定的若干个输出点的情况下，可以大大减少计算量，节省大量的DSP时钟，这就使得在计算能力并不强大的F240定点DSP上，实现基于FFT算法的实时频谱分析成为了可能。本文把这种经过化简的算法称为改进型FFT算法。
谐波发生器的作用是把FFT分析出的谐波进行预畸变，然后把预畸变的谐波信号作为补偿指令送给控制对象。之所以要对谐波进行预畸变，是因为控制对象对谐波的跟踪是有差的，这就导致谐波信号通过被控对象到达扰动注入点时，并不与扰动信号形状相同，而是相位正好相差180°的信号，这样就无法很好地抵消扰动。谐波发生器的预畸变算法表达式如下：
式中：|X(n)|为谐波幅值；
pha(n)为谐波的初相位，它们由FFT算法计算得到；
modcoeff(n)为幅值补偿系数；
phacoeff(n)为相位补偿系数。
式(4)为单次谐波的补偿指令计算式，式(5)为系统需要补偿的所有谐波的总补偿指令计算式，它是各单次谐波补偿指令的简单累加。
幅值补偿系数modcoeff(n)和相位补偿系数phacoeff(n)可以通过控制对象的幅频、相频特性根据“等效逆”的原则简单地确定。具体来说，modcoeff(n)就是幅频特性频率对应点读数的倒数，phacoeff(n)就是相频特性频率对应点读数的负数。可以看出，谐波补偿器补偿系数的确定是非常简单的，这是本文所用控制方案的一大优点。
2控制系统参数设计
2.1FFT采样频率fs和分析窗长度L的确定[4]
采用FFT算法进行实时频谱分析，采样频率fs和分析窗长度L的确定是非常重要的。假设所需要分析信号的最高频率为fmax。根据香农采样定律，只须满足
fs≥2fmax(6)
就可以使被分析信号在频域中不产生混叠。在这里，基波是50Hz，最高只需要分析到9次谐波，所以fmax=450Hz。为了留有一定的裕量，在实际系统中fs取1.6kHz。
分析窗长度L对于周期信号的频谱分析也是极其重要的，一般都把L取为被分析信号周期的整数倍，否则，会造成严重的频谱泄漏，大大降低频谱分析精度。显然，实际系统中被分析的误差电压信号周期就是基波周期，即为0.02s。所以就把L取为0.02s(即为周期的一倍)。
根据FFT的输入数据点数N的计算式：N=fs×L，以及采样频率fs和分析窗长度L的取值，
可以得到N=32。这就是说，本控制系统须做32点的FFT。
2.2幅值补偿系数和相位补偿系数的确定
在图2中，电压源U代表来自逆变桥的输出电压，电感L和电容C构成输出LC滤波器，电流源I代表负载汲取的电流，与滤波电感L串联的电阻r是滤波电感的等效串联电阻。由图2可知，在把逆变桥看作一个比例环节的情况下，逆变器的数学模型就是由输出LC滤波器构成的二阶系统。在本系统中，L=0.552mH，r=0.3Ω，C=135μF，所以逆变器数学模型为
G1(s)=36632/（s2+2×0.074×3663s+36632）(7)
它的离散化表达式为
G1(z)=(0.1007z+0.09845)/(z2-1.735z+0.9343)(8)
根据图3，可以很方便地得到幅值补偿系数modcoeff(n)和相位补偿系数phacoeff(n)。表1给出了最终的取值。
表1补偿系数的取值
波次
幅值补偿系数（放大倍数）
相位补偿系数（角度）
基波
0.993
0.7
3次谐波
0.934
2.3
5次谐波
0.818
4.5
7次谐波
0.643
7.9
9次谐波
0.417
15.7
3实验结果
对本文所用的控制方案进行了实验，逆变器参数为L=0.552mH，r=0.3Ω，C=135μF，开关频率f=8kHz，输出频率50Hz，幅值110V的交流电压。采用一片TI的TMS320F240定点DSP实现所有的控制功能。阻性负载参数为R=11Ω。整流型负载参数为L=0.8mH，C=2460μF，R=27Ω。
实验波形如图4，图5和图6所示。
图4给出了逆变器接阻性负载的稳态输出电压和电流波形。图5及图6分别给出了逆变器在接整流型负载情况下开环稳态、闭环稳态的实验波形。可以看出开环情况下输出电压波形畸变严重，闭环以后输出电压波形有了极大的改善。
关键词：园林工程；施工管理；质量控制
Abstract: this article through to the garden engineering construction site management, construction cost and the maintenance and management of the late Richard camp and construction quality control a few big link of several management factors, this paper puts forward the main work each link project and management idea, we want to improve the landscape engineering construction site management help
Keywords: garden engineering; Construction management; Quality control
中图分类号：K928.73文献标识码：A 文章编号：
随着经济的不断向前发展，城市建设也逐步向生态、绿色，环保型发展靠近，园林绿化成为环境建设越来越重要的组成部分，并逐步走向市场化，这为园林绿化的蓬勃发展提供了广阔的平台。但随之而来的，在园林绿化工程的建设中存在着较多问题，尤其是施工管理方面的问题较为突出，严重影响了园林工程的施工效果。为此，从施工管理控制的角度对园林工程进行分析，试图为园林工程的施工管理提供可借鉴的措施及意见。
1园林工程施工管理分析
1．1 当前园林工程管理的主要问题
当前园林工程在施工、建设及管理中暴露出来的问题，主要集中在：(1)政府主管部门对园林工程的管理力度不够;(2)园林工程施工单位的施工管理与控制工作不到位;(3)对园林工程的施工监理不到位。上述问题不仅与相关政府部门的不重视有关，更重要的是反映出当前我国在园林工程管理体制方面的弊病，管理存在漏洞，无法真正实现园林绿化工程管理的科学化、制度化和系统化，因此，有必要对园林工程的施工管理提出改进措施及意见，以真正提高我国园林工程管理的水平。
1．2管理建议及措施
1．2．1加强园林工程的现场施工管理
园林工程施工单位往往比较重视工程前期的规划，包括资金配置、原材料的购买，人员的配备等等，但是一旦具体实施工程，往往忽略现场施工管理。事实证明忽略现场的管理，园林工程的其他方面做得再好，质量也难以达标，成本也难维持在一个较低的水平。因此，对于园林工程施工单位来说，应当将现场施工的管理摆放在首要位置，具体来讲，加强现场的施工管理应该做到以下几个方面：
(1)在施工准备阶段，要对该园林绿化工程项目的初始相关信息进行核对管理，例如工程施工各方面关系的协作，苗木花卉的品种数量布局等相关信息，并为相关人员落实相关工程任务，确立责任制，为整个工程的顺利实施打下基础。
(2)在工程的建设阶段，为了达到较高的工程质量和较低的工程成本，需要重点监督工人的施工质量、原材料的使用情况．工程进度等，这些都是影响到整个工程项目的成本和质量的关键因素。因此，在实施现场管理的过程中，重点就是对施工质量、成本管理进行现场监督。
(3)在工程的收尾、竣工和验收阶段，要对现场工程进行清理、结算，完成施工质量的验收和相关器材，原材料、人员劳务费等的清算，并对后期的工程保养进行安排，完成保养周期编排、相关人员配备安排等，实现对工程全过程的现场监督与管理。
1．2．2控制园林工程的成本管理
对园林工程的管理，成本管理是其中很重要的一个方面，如果成本管理无法实施到位，会给园林工程施工单位的效益带来负面影响，从而影响整个园林工程的施工质量，更有甚者，因为成本过高，资金周转不灵，导致整个园林工程半途而废，造成财力、人力和物力的巨大浪费。因此，对园林工程施工中的成本管理，一定要以降低施工成本为核心目标，在施工过程中的每一个环节、每一个细节都实现对施工成本的控制与管理。具体而言，可以从以下几个方面进行施工成本的控制与管理：
(1)设立成本控制目标。要实现成本的控制与管理，首先需要对成本的控制目标进行确定，只有确立了合适的成本控制目标，并以此目标为中心任务，才能够有效的实现成本的控制与管理。加强成本管理的首要前提就是实施成本预测，园林工程施工单位应该在成分规划该园林工程的基础上，依靠现代科学的统计手段，对影响园林工程施工成本的各个因素进行干预、规划和控制，从而确立最合适的成本控制目标。
(2)实施成本管理措施。在进行了成本预测、确立了成本控制目标之后，需要通过具体的成本管理措施实现对成本的控制与管理，具体可以从以下几个方面入手。
①对人工费、材料费和机械设备的使用损耗费用实施严格的管理和控制。首先对人员出勤实时严格考勤制度，其次是对园林工程的原材料费用进行干预，要在确保原材料质量过关的前提下尽量降低成本，最后是机械器材的使用损耗管理，谁使用谁负责，闲置器材可以租赁，以实现开源节流的目的，进一步降低成本。
②对成本实时动态管理，在施工前确立的成本控制管理目标的基础上，结合施工的具体情况，如施工进度、施工难度。以及施工各方关系的协作等，对整个施工过程中的成本进行动态的监控与管理，每一项支出确保有专人跟踪，事关成本总价的采购、商务活动等，都必须要经过慎重的论证，一切以省钱高效地完成园林工程为最终目标，只有对事关成本进行动态的管理与控制，才能够有效的降低园林工程事关过程中的成本。
1．2．3加强后期养护管理
园林工程三分建，七分管，认真做好后期养护，使优质工程得到最终体现。在植物生长各阶段不定期采取机械挖除或使用化学除草剂处理的方法，去除非目的植物。结合施肥和除草进行松土保墒；视植物生长情况适时进行修剪。绿化养护应针对项目区绿地植物适时做好病虫害情况调查并做出诊断和鉴定，制定并采取科学有效的防治措施，以最经济和最有效的手段达到防治目的。
2园林工程施工质量控制建议
对园林工程的施工质量进行监督控制，主要是对人员，材料、施工细节等方面进行控制，概括起来主要有以下几个方面：
2．1控制原材料质量
建筑材料和苗木进场质量：加强材料和苗木的检查和验收工作，主要移栽树木的品种规格在采购前经业主及管理单位签证确认。对绿化苗木要做到“四验”，即验规格、验品种、验数量，不符质量标准的一律剔除，把好工程质量第一关。
2．2控制现场施工质量
控制现场施工质量，主要体现在确定现场施工工序方面，以确保高质量地完成园林建设工程。
2．3控制施工操作中的质量
从施工操作人员自身的素质以及对他们的管理要有严格的要求，对操作人员加强质量意识的同时加强管理以确保操作过程中的质量要求，特殊工程必须持证上岗-对每个施工加强人员质量意识教育，提高他们的质量意识，在质量控制上加强其自觉性。
2．4控制施工后期养护工作的质量
任何一件工程都不能虎头蛇尾，因此对于园林工程最后的养护工作，其质量更是不能轻视，往往后期的养护工作质量更能够反映出一个园林工程建设单位的实力和质量控制措施的严格与否，因此，对于后期的养护工作，要从养护周期的编制、人员的配备、养护器具的配置及相关原材料的供给等方面严格控制，真正实现最后一个关口质量的完美收尾。
实际上，对园林工程施工质量进行控制，除对上述必要环节进行监督外，对施工的不同阶段也可以进行质量的跟踪管理，在施工前的准备阶段，对施工进度、施工预算、施工人员素质、施工材料分配、施工器械的使用等情况进行预先布置，并编制相关质量跟踪表，明确质量责任；在施工过程中，按照事先编排的施工各环节严格执行，并检查相关施工环节质量、相关施工人员的素质等，以确保高质量地完成现场施工，对于施工后的竣工验收及后期的保养任务的规划，也要从严执行，确保园林工程的各阶段都能够以质量控制管理为中心进行，建设高品质的园林工程。
