张琦[1]2008年在《逆变电源数字化控制技术研究》文中研究说明由于逆变电源应用越来越广泛,对供电质量的要求不断提高,应用模拟控制控制逆变电源的研究与应用已经发展多年,非常成熟,但它仍存在许多不足之处。随着DSP(数字信号处理器)的出现和发展,数字控制系统以其通用性强、抗干扰能力强、控制规律灵活、可实现先进控制算法和便于实时控制等优点被越来越多的应用与逆变电源的控制领域,并且已经成为当今电源技术研究的热点。本文致力于实现逆变电源的数字化叁闭环控制技术的研究。本文研究了逆变电源的控制原理,深入分析了单闭环、双闭环、叁闭环控制系统的特点,建立了单相全桥逆变电源主电路及其控制系统连续时间域与离散时间域的数学模型,并对该数学模型进行了深入分析,并采用MATLAB和SIMULINK、ORCAD等仿真软件建立仿真模型进行仿真实验分析,分析了几种传统控制方案的特点,验证了逆变电源叁闭环控制系统及其数字化的可行性与有效性。对单相全桥逆变电源主电路进行深入研究,分析了主电路参数对系统性能的影响,并对变压器偏磁以及直流侧扰动对系统性能的影响进行分析,给出了有效的解决方案,并得到实验的验证。另外从实践着手分析了该逆变电源实现方案的不足与局限,比如热问题、干扰问题等,并提出了有效的解决措施。立足于工程实际应用与电源系统的具体要求,本文采用TMS320F2812DSP实现400HZ、115V单相逆变电源的叁环全数字化控制,使其达到良好的动态性能与稳态性能,并进一步实现将叁台独立的单相逆变电源级联为叁相逆变电源,通过同步信号连接使叁相间互差120度,且在不平衡负载下仍满足相位要求,另外采用DSP实现叁相逆变电源的通讯、显示、保护等功能。实验结果表明:采用了本文设计的数字化控制技术的逆变电源获得了良好的工程实际运行效果。
刘春瑞[2]2008年在《逆变电源数字化控制技术研究》文中提出随着现代科技的发展,各行各业对逆变电源的性能提出了更高的要求。好的逆变电源电压输出波形主要包括叁个方面:稳态精度高、动态性能好及负载适应性强。数字控制可以实现各种先进、智能的控制算法来提高逆变电源性能,因此数字化控制是当今逆变电源发展的主要方向。本文致力于逆变电源数字化控制技术的研究。首先讨论了各种数字控制策略的优缺点,指出各种控制策略相互取长补短组成复合控制器是一种发展趋势。接着本文对逆变电源系统进行了分析,建立了单相逆变电源的数学模型及MATLAB仿真模型;从逆变电源的输出特性分析出发,在深入研究重复控制器和模糊控制器的基本原理及设计方法的基础上,提出将重复控制与模糊自整定PI控制相结合组成复合控制策略,利用重复控制来提高系统的稳态精度,模糊自整定PI控制以提高系统的动态响应。MATLAB仿真结果表明该复合控制方案在线性负载和周期性非线性负载下均能获得良好的稳态和动态性能。本文最后进行了以TMS320F2812 DSP为控制核心的逆变电源控制系统的软硬件设计,给出了软件流程图并对硬件电路中的驱动电路、采样调理电路及保护电路进行了调试。
延烨华[3]2004年在《逆变电源数字化控制技术的研究》文中指出本文致力于逆变电源输出电压波形数字化控制技术的研究。由于逆变电源应用越来越广泛,对供电质量的要求不断提高,因此其输出电压波形控制技术,特别是数字化控制技术的研究已经成为当今电源技术研究的热点。本文在深入分析逆变电源工作原理和数学模型的基础上,对单相全桥逆变器输出电压波形的数字化控制技术及其控制策略进行了系统研究。在逆变电源电路模型的基础上建立了逆变器连续时间域和离散时间域的数学模型,为控制系统的设计提供了理论基础。利用MATLAB和SIMULINK仿真软件建立了逆变器的仿真模型,用以验证控制方案的可行性和有效性。立足于工程实际应用和电源系统的具体要求,设计了基于80C196KC单片机的25Hz、110V逆变电源的实验平台,给出了主电路和控制电路各个部分的设计思路,为控制方案的实现提供了硬件基础。对逆变电源输出电压波形的数字PID控制、复合控制和状态反馈控制等控制方法进行了系统研究,在此基础上给出了几种控制方案并进行了仿真对比。深入研究了逆变电源系统的重复控制技术。对重复控制系统进行了较为全面的理论分析,讨论了系统的稳定性、收敛性和稳态误差,给出了稳定条件的几何解释;阐述了重复控制消除输出电压周期性波形畸变的机理;提出了一种基于中低频对消、高频衰减的控制器设计方法。最后,编制了相应的控制软件,在实验平台上进行了系统实验研究,给出了系统在几种负载下的实验波形。实验结果表明:采用了本文设计的数字化控制技术的逆变电源,可以获得稳定的正弦电压输出。
吕小涛[4]2009年在《基于DSP的正弦波逆变电源研究》文中指出逆变电源的发展是和电力电子器件的发展联系在一起的,随着现代电力电子技术的迅猛发展,逆变电源在许多领域的应用也越来越广泛,同时对逆变电源输出电压波形质量提出了越来越高的要求。逆变电源输出波形质量主要包括叁个方面:一是输出稳定精度高;二是动态性能好;叁是带负载适应性强。因此开发既具有结构简单,又具有优良动、静态性能和负载适应性的逆变电源,一直是研究者在逆变电源方面追求的目标。本文对逆变电源叁闭环控制方案、输出相位控制、逆变电源数字化控制系统进行研究,以期得到具有高品质和高可靠性的逆变电源。论文研究了单相全桥逆变电源与叁相桥式逆变电源主电路参数,包括逆变器、吸收电路、驱动电路、变压器和滤波器,并对逆变电源变压器的偏磁产生原因进行了深入分析,最后给出了有效的抗偏磁措施。针对叁相桥式逆变电源通常不能保证叁相电压输出平衡,研究了一种可以带不平衡负载的叁相逆变电源。本文还研究了逆变电源的控制原理,建立了逆变电源系统动态模型,在此基础上对逆变电源的各种控制方案的性能进行了对比研究,从而确定了一种新颖的高性能逆变电源多闭环控制方案。另外,针对逆变电源输出相位存在固有滞后问题,采用了一种利用电压瞬时值内环对逆变电源滞后的相角进行补偿控制的策略,分析表明上述控制策略虽然有效,但无法做到输出相角稳态无差,对此,提出一种移相控制方案设想,相当于在原多环控制方案的基础上加了一个相位控制环。这样可以使逆变电源输出相位误差得到有效的补偿,输出相位精度更高。本文还设计了逆变电源数字控制系统,采用TMS320LF2407A控制产生SPWM波,给出控制系统DSP程序运行流程图,并用DSP对其进行了实现数字化。多环反馈控制系统的采用,使系统具有优异的稳态特性、动态特性和对非线性负载的适应性,使逆变电源的性能得到有效提高。
陈佳[5]2003年在《叁相逆变器数字化控制技术研究》文中认为数字化控制以控制灵活、集成度高，可以采用复杂的控制方式和策略从而实现模拟控制难以达到的功能和性能而成为电力电子研究领域的一大热点。 本文研究了叁相逆变器的数字化控制方案。首先采用理论分析、数字仿真的方法进行研究和分析，建立了叁相逆变器的PSB与SIMULINK模型相结合的混合仿真模型，并对逆变器的控制特性进行了分析。 在此基础上，研究了基于TMS320F240数字信号处理器的数字化控制叁相桥式逆变器实验样机系统。逆变控制采用SPWM方式，由数字PID调节器实现输出电压瞬时值反馈，并采用有效值调节实现稳压。分析研究并实现了系统的硬件和软件设计。 仿真和小功率样机实验论证了分析和设计的可行性和先进性。为叁相逆变器数字控制方式的深入研究和应用建立了重要基础。
沈壮壮[6]2014年在《数字单相逆变电源矢量控制系统的设计与实现》文中进行了进一步梳理近年来,随着电力电子技术的不断发展,逆变电源的应用已经深入到各行各业,并对逆变电源的要求也越来越严格。在应用中,逆变电源往往需要具有高质量的输出波形,好的动态性能和高的稳态精度。大功率叁相电源正在向着由多个小型单相电源并联的形式组成的方式发展。因此研究既简单又具有优良的动态和静态特性单相逆变电源具有重要的研究意义和实用价值。单相逆变电源目前有有很多控制方案,如双闭环反馈控制、多环反馈加前馈控制、重复控制、滑模变结构等。这些方案的共同点是在静止坐标系下建立的单相逆变电源控制系统的数学模型跟随给定正弦波时会产生跟随误差。为了从根本上解决跟随误差问题,本文仿效叁相正弦逆变电源的矢量控制方法,通过分析单相逆变电源的系统模型,利用FFT变换及旋转坐标变换技术提出一种单相逆变电源的矢量控制方法并通过在PLECS中建立的仿真模型验证了该方法的正确性。为克服模拟控制固有缺陷,发挥数字控制的优势,顺应逆变电源数字化控制的发展要求,本文采用FPGA作为主控芯片来实现单相逆变电源的矢量控制算法。根据逆变电源的技术要求,设计了以FPGA为控制核心的硬件电路,编写了用以实现单相逆变电源矢量控制算法的SPWM逆变控制器的Verilog程序。最后进行了单相逆变电源的双闭环空载,双闭环带电阻负载以及双闭环带二极管负载实验,实验结果表明数字单相逆变电源矢量控制系统具有良好的动态和静态特性,在任意负载条件下,输出电压波形均能保持良好的正弦度。
冉元庆[7]2005年在《基于DSP的逆变电源数字化控制的研究》文中指出400Hz逆变电源是航空专用电源,目前市场上的产品大都采用模拟控制方式,其中存在控制电路元件多、灵活性差、一致性差等很多问题。本论文针对这些问题,采用TI公司的定点DSP-TM320F240作为控制器,对其进行了数字控制的研究。逆变电源的数字化控制是系统智能化的基础。 本文将对400HZ逆变电源数字化控的实现做了全方面的介绍,重点突出数字PID控制方法的成功运用,其中对模糊控制也有对比性的介绍。 论文首先对逆变电源的发展做了介绍。在此基础上,提出了基于TMS320LF2407A的硬件设计方案。然后对数字PID控制,模糊控制进行了理论分析。同时在MATLAB环境下,对两种控制算法进行了仿真,对参数的确定给了依据。其后分别对两种控制算法进行了软件设计。程序采用C与汇编语言混合编写,在提高程序的运行速度基础上也提高了程序的可读性,并对编写的程序进行了调试。同时在,软件设计中采用了抗干扰技术,提高了系统的可靠性。
黄应春[8]2015年在《逆变电源数字化控制研究》文中研究指明现代科技的快速发展,各个行业也对逆变电源的性能有了更加严格的要求,一种性能较优的逆变电源的电压输出波形应具有叁个方面的良好性能:输出电压的稳态精度高、动态性能好且对负载适应能力强。采用数字控制的逆变电源能够实现先进、智能的控制算法来提升电源的性能,所以逆变电源的数字化控制是现在逆变电源主要的发展方向。文章主要对逆变电源的数字化控制进行了研究和设计。首先说明了各种数字控制方法的优缺点,了解到融合各种控制方法的优点构建的复合控制器是逆变电源数字化控制发展的方向。下一步本文对逆变电源进行了探究,从分析逆变电源输出的特性的开始,然后逐步深入到对重复控制器和模糊控制器的控制原理和设计方法的研究,并采用将重复控制和模糊自整定PI控制相融合的方式提出了复合控制方案,此方案包含的重复控制能够实现提高系统的稳态精度,并且自整定PI控制能使系统的动态响应得到改善。文章的最后采用TMS32OF2812DSP为系统的控制核心对逆变电源控制系统进行了软硬件的设计。
宋卫章[9]2007年在《正弦波逆变电源的研究》文中研究表明现代电力电子技术的迅猛发展，使逆变电源广泛应用于各个领域，同时对逆变电源输出电压波形质量提出了越来越高的要求。逆变电源输出波形质量主要包括叁个方面：一是稳态精度高；二是动态性能好；叁是负载适应性强。因此既具有结构简单又具有优良动、静态性能和负载适应性的逆变电源，一直是研究者在逆变电源方面追求的目标。本文针对逆变电源多环控制方案、输出相位控制、逆变电源模拟控制系统和数字化控制系统进行研究，以期得到具有高品质和高可靠性的逆变电源。本文研究了逆变电源的控制原理，建立了逆变电源系统动态模型，在此基础上对逆变电源的各种单环控制系统的性能进行了对比研究，确定了一种新颖的高性能逆变电源多环控制方案。针对逆变电源输出相位存在固有滞后问题，首先采用了一种利用电压瞬时值内环对逆变电源滞后的相角进行补偿控制的策略，分析和实验结果表明上述控制策略虽然有效，但无法做到输出相角稳态无差，对此，提出了一种新型的逆变电源相位控制方案，该方案在电压瞬时值相位补偿控制的基础上引入相位超前网络对电源滞后的相角进一步进行补偿控制，从而使逆变电源输出相位做到稳态无差，仿真和实验结果都证明了该控制方案的可行性。论文还研究了逆变电源主电路参数，包括逆变器、吸收电路、驱动电路、变压器和滤波器，并对逆变电源变压器的偏磁产生原因进行了深入分析，最后给出了有效的抗偏磁措施。本文还设计了逆变电源数字控制系统，并用DSP对其进行了实现。多环反馈控制系统的采用，使系统具有优异的稳态特性、动态特性和对非线性负载的适应性。最后各研制了一台2KVA的多环模拟控制系统逆变电源实验样机和数字化控制系统逆变电源实验样机，切换负载实验和负载适应性实验分别验证了逆变电源系统具有良好的动态性能和负载适应性。
周建[10]2012年在《2kW单相电力逆变电源系统的数字控制技术研究》文中指出随着铁路电气化的发展和旅客列车DC600V供电系统的成熟推广，车载逆变电源的研究越来越受到重视，保证车载逆变电源在列车高速运行中的高稳定性、高可靠性及故障应急能力等性能成为其主要研究方向。同时伴随着数字信号处理器在电力电子变换技术中大量应用及性能不断完善，在车载逆变电源的应用中，数字化控制也逐步取代了传统的模拟控制，并为实现列车供电系统的智能化监控管理提供了前提与基础。论文主要研究了单相电力逆变电源系统的数字控制技术，该系统的拓扑包括前级推挽直直升压变换器和后级单相全桥逆变器。论文首先基于状态空间平均的思想推导了该两级式逆变电源系统的控制对象平均模型。接着详细阐述了数字控制器的设计思想及设计流程，为获得更为合理、更为精确的控制参数提供设计参考。然后针对减小前级输入侧低频电流纹波的影响，研究了前级在不同瞬时值反馈控制策略下的数字控制器设计，并采用电流反向增益模型及MATLAB仿真进行验证分析。其次，论文研究了单相全桥逆变器的数字控制器的设计，鉴于传统瞬时值反馈控制的不足，研究了基于重复控制和双环控制相结合的复合控制。论文最后给出了单相电力逆变电源系统的完整设计，包括总体结构设计、主功率器件选择、滤波电路设计、控制资源分配及软件结构流程图的设计。并且最后试制了一台功率为2kW的实验样机，基于上述分析进行了原理验证实验，实验结果表明论文所设计的数字控制器的可行性。
参考文献：
[1]. 逆变电源数字化控制技术研究[D]. 张琦. 西安理工大学. 2008
[2]. 逆变电源数字化控制技术研究[D]. 刘春瑞. 西安理工大学. 2008
[3]. 逆变电源数字化控制技术的研究[D]. 延烨华. 华中科技大学. 2004
[4]. 基于DSP的正弦波逆变电源研究[D]. 吕小涛. 武汉理工大学. 2009
[5]. 叁相逆变器数字化控制技术研究[D]. 陈佳. 南京航空航天大学. 2003
[6]. 数字单相逆变电源矢量控制系统的设计与实现[D]. 沈壮壮. 东北大学. 2014
[7]. 基于DSP的逆变电源数字化控制的研究[D]. 冉元庆. 西北工业大学. 2005
[8]. 逆变电源数字化控制研究[J]. 黄应春. 工业设计. 2015
[9]. 正弦波逆变电源的研究[D]. 宋卫章. 西安理工大学. 2007
[10]. 2kW单相电力逆变电源系统的数字控制技术研究[D]. 周建. 南京航空航天大学. 2012