The proportional-integrator (PI) controller in the synchronous reference frame (dq-frame) and the proportional-resonant (PR) controller in the stationary reference frame (αβ-frame) are two typical linear current control schemes for three-phase voltage source converters. It is generally believed that the plant model is mathematically uncoupled in αβ-frame. Hence, the decoupling control required to attenuate the axis cross-coupling effect in dq-frame is regarded as not necessary in αβ-frame. However, detailed analysis with complex coefficient transfer functions reveals differences in the control performance between the fully decoupled PI control scheme in dq-frame and the PR control scheme in αβ-frame. When regulating sinusoidal currents in αβ-frame, the α-axis and β-axis current references are strongly correlated with each other, which implies a cross-coupling effect equivalent to that of dq-frame. In analogy to the dq-frame decoupling control, cross-coupling terms can be employed together with the conventional PR control scheme. It can bring the benefit of improving the transient response of current tracking and reducing the sensitivity of the resonant controller to frequency variation, especially for low-switching-frequency applications with limited current control bandwidth. Furthermore, the cross-coupling terms based on reference current feed-forward are proposed to improve the performance of both positive- and negative-sequence current control. Experimental results are shown to validate the analysis and the performance of the proposed control scheme.

中文翻译：

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用于提高电流跟踪性能的比例谐振电流控制方案中交叉耦合项的实现

同步参考系（dq-frame）中的比例积分（PI）控制器和静止参考系（αβ-frame）中的比例谐振（PR）控制器是三相电压源的两种典型线性电流控制方案转换器。一般认为，植物模型在 αβ 框架中在数学上是解耦的。因此，在 dq 帧中衰减轴交叉耦合效应所需的去耦控制在 αβ 帧中被认为是不必要的。然而，对复系数传递函数的详细分析揭示了 dq 帧中完全解耦的 PI 控制方案与 αβ 帧中的 PR 控制方案之间的控制性能差异。在 αβ 坐标系中调节正弦电流时，α 轴和 β 轴电流参考彼此强相关，这意味着与 dq-frame 等效的交叉耦合效应。类似于 dq 帧解耦控制，交叉耦合项可以与传统的 PR 控制方案一起使用。它可以带来改善电流跟踪的瞬态响应和降低谐振控制器对频率变化的敏感性的好处，特别是对于电流控制带宽有限的低开关频率应用。此外，提出了基于参考电流前馈的交叉耦合项，以提高正序和负序电流控制的性能。实验结果证明了所提出的控制方案的分析和性能。交叉耦合项可以与传统的 PR 控制方案一起使用。它可以带来改善电流跟踪的瞬态响应和降低谐振控制器对频率变化的敏感性的好处，特别是对于电流控制带宽有限的低开关频率应用。此外，提出了基于参考电流前馈的交叉耦合项，以提高正序和负序电流控制的性能。实验结果证明了所提出的控制方案的分析和性能。交叉耦合项可以与传统的 PR 控制方案一起使用。它可以带来改善电流跟踪的瞬态响应和降低谐振控制器对频率变化的敏感性的好处，特别是对于电流控制带宽有限的低开关频率应用。此外，提出了基于参考电流前馈的交叉耦合项，以提高正序和负序电流控制的性能。实验结果证明了所提出的控制方案的分析和性能。特别适用于电流控制带宽有限的低开关频率应用。此外，提出了基于参考电流前馈的交叉耦合项，以提高正序和负序电流控制的性能。实验结果证明了所提出的控制方案的分析和性能。特别适用于电流控制带宽有限的低开关频率应用。此外，提出了基于参考电流前馈的交叉耦合项，以提高正序和负序电流控制的性能。实验结果证明了所提出的控制方案的分析和性能。