基于DSP无差拍控制的逆变电源研究
基于DSP实现的数字双闭环控制能有效提高电源系统的抗干扰能力,降低噪声,提高效率和可靠性,进一步有利于电源的智能化管理、远程维护和诊断。在逆变器的多种控制策略中,重复控制技术能有效消除非线性负载和干扰引起的波形畸变;滑模变结构控制方法能使系统运行于一种滑动模态,能保证系统的鲁棒性;模糊控制和神经网络控制等智能控制不依赖控制对象的数学模型,适应于非线性系统;无差拍控制能够瞬时控制电压,对负载有很强的适应能力,有输出总谐波畸变少,损耗少等优点; PID控制简单,并具有好的可靠性;新型数字化PID控制更能取得满意的控制效果。各种控制策略各有优缺点,如果能把其中的两种或几种控制技术结合运用,将取得更好的输出特性。基于此思想提出数字PID控制和无差拍控制技术相结合的控制策略。理论和实践证明,该方法具有广泛的应用前景。
1 系统结构设计
该系统选用的TMS320F2812芯片是TI公司的TMS320C28x系列中的一种,其指令执行速度快,从而可以在此基础上实现复杂的控制算法,优化系统的输出特性。
基于该芯片的逆变电源系统框图如图1所示。整个系统由AC/DC,DC/DC,DC/AC,以及滤波电路和其他辅助电路构成。其中,DC/AC逆变器部分是整个系统的重要组成,逆变器采用单相全桥逆变电路,适应大功率场合。通过采样电路采样得到的输出电压和电流经过DSP的A/D转换器转换成数字信号,作为数字控制器的反馈信号,经与给定输出信号比较后,再经过控制算法调节器和脉宽调制器得到SPWM波控制IGBT功率管的通断,从而改变输出电压的值,使其与给定输入电压相等。给定参考电压由软件方式实现,因此信号稳定无温漂、无干扰。这种控制方法在负载变化较快时仍然能保证输出电压不发生畸变。
Q:本文档属于什么类型的内容?
A:本文档属于电力电子领域的技术研究文档,核心是介绍基于DSP的逆变电源复合控制策略的相关研究设计。
Q:基于DSP实现的数字双闭环控制对电源系统有哪些好处?
A:可以有效提高电源系统的抗干扰能力,降低噪声,提高效率和可靠性,还有利于电源的智能化管理、远程维护和诊断。
Q:逆变器控制领域的重复控制技术有什么核心作用?
A:重复控制技术能有效消除非线性负载和干扰引起的波形畸变。
Q:文中提到的智能控制类方法(模糊控制、神经网络控制)有什么特点?
A:这类智能控制不依赖控制对象的数学模型,适应于非线性系统。
Q:无差拍控制相比很多控制策略有哪些优势?
A:无差拍控制能够瞬时控制电压,对负载有很强的适应能力,存在输出总谐波畸变少、损耗少等优点。
Q:本文提出了什么控制策略,提出这个策略的思路是什么?
A:提出了数字PID控制和无差拍控制技术相结合的控制策略,思路是各种逆变器控制策略各有优缺点,将两种或几种控制技术结合运用,能取得更好的输出特性。
Q:该逆变系统选用的核心控制芯片是什么,这个芯片有什么优势?
A:选用的是TI公司TMS320C28x系列的TMS320F2812芯片,优势是指令执行速度快,可以在此基础上实现复杂的控制算法,优化系统的输出特性。
Q:基于TMS320F2812的逆变电源系统整体由哪些部分构成?
A:整个系统由AC/DC、DC/DC、DC/AC,以及滤波电路和其他辅助电路构成。
Q:该逆变系统中DC/AC逆变器部分采用什么电路结构,适合什么应用场景?
A:逆变器采用单相全桥逆变电路,适应大功率应用场合。
Q:该系统的给定参考电压用什么方式实现,这种方式有什么优点?
A:给定参考电压由软件方式实现,优点是信号稳定、无温漂、无干扰,在负载变化较快时仍然能保证输出电压不发生畸变。
