中频逆变电源由于较高的输出频率,系统中的无源滤波器件可以更小,在体积和重量上都相对于50Hz工频系统有优势,因此400Hz系统在航空、航海和电力机车等有特别要求的场合得到广泛的应用,但中频逆变电源想要得到较好的输出电压波形和较大的输出功率,比工频逆变器更加困难。随着中频逆变器应用领域的增广,对逆变器的输出电压的波形、动态响应速度和技术功能的要求也越来越高。因此进一步开展提高逆变器性能的研究是十分必要和有意义的。本文主要研究单相逆变电源的波形控制以及逆变器的一些功能设计,通过把负载电流处理成扰动,基于状态空间平均法和线性化技术建立了单相逆变器的连续和离散模型,分析了死区效应、非线性负载对单相全桥逆变器输出电压的影响。使用MATLAB建立了逆变器的仿真模型。为了获得高质量输出电压,出现了多种多样的波形控制技术。针对400Hz中频逆变器的特点,本文介绍了基于内模原理的重复控制器的结构,对实际系统设计了重复控制器,并在Matlab中进行了仿真,给出了仿真波形。通过数学分析和仿真说明了重复控制存在动态响应速度慢和稳态误差的缺点。本文给出了PI瞬时值控制加重复控制内模的控制器。本文对均值反馈PI控制和重复加瞬时PI复合控制在开环、带纯阻性负载、整流性负载时的波形进行了比较分析,指出了PI瞬时值控制加重复控制内模的控制器在单相逆变器中的优点。本文搭建了2kW实验样机,试验结果证明了该方案的有效性和实用性。