单相恒压恒频逆变器能够实现电能从直流到交流的转化,可以广泛的应用在电机调速,不间断供电电源和新能源并网发电等广泛的领域中。随着人们对于电能质量的要求不断提高,我们需要对逆变器输出波形进行精确控制。目前数字控制器已经取代模拟控制器,成为逆变器控制的主要实现手段。数字控制可以轻松实现各种复杂、灵活算法来提高逆变器的性能。对单相逆变器整流负载下的输出电压进行频谱分析,可以看到里面主要是3、5、7以及9次等高次谐波。采用基波、3、5、7以及9次谐振控制器便可以在这些谐振频率处产生无穷大增益,从而使稳态误差为零。谐振控制器收敛快,鲁棒性好,成为逆变器的主要控制器之一。本文中用FPGA (Field Programmable Gate Array)实现了多谐振数字控制器,以达到逆变器波形精确控制的目的。本文中逆变器的调制和控制均由FPGA实现。FPGA可以重复编程,开发周期较短,而且价格不断降低,越来越受人们的青睐。相比于微处理器,FPGA的引脚可以自由灵活的定义,有利于工业产品的升级、维护和移植。FPGA中的数学运算都是通过硬件实现,耗费计算时间很短,所以能实现高速、实时的控制器。本设计中采用的Spartan-6芯片,可以配置MicroBlaze软核处理器的片上系统,可以作为工业产品的键盘处理、实时显示和串行通信之用。论文设计的单相逆变器系统可以直接应用于UPS(不间断电源)、离网型新能源(风能、太阳能和燃料电池等)发电中去。论文中的实验主要是按照UPS应用的需要而设计的。电阻性负载和非线性负载下的仿真结果和实验结果都验证了基于FPGA多谐振控制器控制单相逆变器的有效性。