重复控制作为一种先进控制技术,可以用来跟踪周期信号和抑制周期性扰动。此理论具有结构简单、易于应用的优点,因此被广泛地应用于周期信号跟踪场合,常被用在磁盘驱动器、不间断电源、并网逆变器、有源滤波等实际场合中。重复控制在逆变器控制当中应用尤为广泛。因此研究改进现有重复控制方法意义重大。虽然重复控制研究已经取得了很大的成果,但重复控制也有以下需要改进的地方:(1)改进现有重复控制相位超前方法使得控制系统获得更好的性能;(2)如何改进现有高阶重复控制系统控制性能。本文对重复控制相位超前以及如何提高二阶重复控制系统性能进行了深入研究,具体研究内容如下:首先介绍了重复控制、高阶重复控制的基本原理;并介绍了一种无穷阶重复控制降阶的数学方法;对重复控制系统常用控制结构,重复控制系统稳定性进行了分析;并对重复控制系统相位补偿的意义及现有相位补偿方法进行了分析说明;此外还分析了重复控制对于信号周期变化导致跟踪性能下降的原因,同时介绍了目前常用的重复控制抗频率变化方法。其次针对目前重复控制系统相位补偿的方法进行介绍并分析了现有方法的优缺点,提出了一种近似相位超前相位补偿方法,补偿方法采用两个不同线性相位超前的线性组合,相对线性相位超前来说,可以的更好拟合控制对象模型相位曲线逆,可以提高系统的稳定性、稳态性能和暂态性能。本文详细分析了近似相位超前重复控制系统的稳定性条件,并通过优化方法来设计近似相位超前参数,重复控制增益参数。本文将近似相位超前重复控制应用到独立逆变器控制当中,介绍了系统参数的设计方法和设计过程。并通过仿真和实验验证方法的有效性和相对于线性相位超前重复控制的优越性。仿真和实验结果表明近似相位超前方法相对于线性相位超前来说,可以提高重复控制系统的稳态性能和暂态性能。针对高阶重复控制系统相位超前方法进行了研究,说明了现有高阶重复控制相位补偿方法的不足。分析了相位超前高阶重复控制参数设计并不能通过试凑法来设计的原因。本文提出了近似相位超前二阶重复控制,对近似相位超前二阶重复控制系统稳定性进行了详细的分析和研究,并提出了通过优化来求解系统参数的方法。近似相位超前二阶重复控制通过在独立逆变器中的仿真和实验来验证方法的有效性,仿真和实验结果表明近似相位超前二阶重复控制相对线性相位超前二阶重复控制而言,可以提高系统的稳态和暂态性能。由于二阶重复控制具有抗中间频率干扰特性,本文将其应用到并网逆变器中来提高逆变器输出电流电能质量。文中通过优化设计方法来获得线性相位超前二阶重复控制系统参数,并通过在单相并网逆变器中的仿真和实验来验证方法的有效性和相对于常规重复控制的优越性。最后本文首次分析了二阶重复控制与比例积分/惯性环节、多谐振多准谐振之间的关系;给出了二阶重复控制抗频率变化时权重系数取值范围,提出了二阶重复控制与正比例控制器相结合的方法以增强控制系统的暂态稳态性能,并通过在单相并网逆变器上的仿真和实验来验证方法的有效性和优越性。