夏尚学[1]2002年在《数字式SPWM型逆变器及其模糊控制的应用研究》文中研究表明本文在讨论逆变器控制理论和控制电路的基础上，将模糊控制理论引入到数字式PWM型逆变器的控制中，设计了以80C196KC为核心的智能控制器，用新型的基于EPROM存储的PWM电路给予实现的硬件电路。首先，本人编程计算出模糊控制表，给出了模糊控制器的设计过程，接着分析了等面积算法和近似等面积算法（本人提出）下SPWM波的谐波含量，并对两种方法进行了比较。在此基础上，编制了谐波分析程序，并在MATLAB环境下，采用模糊控制、PI控制对设计的系统进行了的仿真，给出了仿真的结果及分析，同时也给出了有外部干扰和参考电压值变化时两种控制方法下的仿真结果。在硬件电路的设计中，考虑到数据存储量时，根据正弦波的对称性，从而减少数据存储量，减小硬件的开销。仿真结果表明：本人提出的控制策略在近似等面积算法下控制效果好、有较强的鲁棒性。
李作军[2]2008年在《基于DSP的变频电源数字化控制技术的研究》文中进行了进一步梳理随着高性能DSP控制器的出现,变频电源的全数字化控制成为现实。数字控制系统具有集成度高、抗干扰能力强、控制灵活、可实现先进的控制算法和便于实时控制等优点。采用DSP作为DC—AC逆变控制的核心,可以用软件很容易地实现灵活、准确的在线控制与故障检测。本文研究了基于TI公司的TMS320LF2407芯片的单相SPWM变频电源的数字控制技术。阐述了变频电源系统的工作原理,分析了逆变系统中最常用的正弦脉宽调制方式及其产生方法。文章首先对逆变器模型和SPWM调制技术做了详细的介绍,分析研究了SPWM波形的产生机理。在此基础上对变频电源的输出波形控制策略进行系统的分析研究,通过研究数字PID控制策略提出了双闭环模糊-PID控制策略,并对这两种控制策略进行了分析比较。然后,根据变频电源的技术要求,提出了硬件电路中各部分的设计方案,完成了系统的软硬件设计,硬件系统包括全桥主电路设计、以DSP为核心的逆变控制系统、驱动保护、采样调理等,给出了各单元的电路设计。控制系统的软件重点阐述逆变器数字控制系统主要环节设计,给出了软件的总体结构、SPWM波形的实现,生成数字正弦基准,实现逆变器逻辑控制功能,即对逆变器的保护、检测进行控制等。最后利用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。其研究和分析的结果为逆变器的数字化控制的研究、完善和应用建立了基础。
李学勇[3]2009年在《基于DSP的单相SPWM逆变器数字化控制技术研究》文中研究表明早期逆变器多采用模拟、开环控制,电路简单成本低,但输出波形谐波畸变、THD值高、系统动态响应慢,当负载突变时,输出电压会出现很大波动且需要较长时间才能稳定,当输入电压波动时,输出电压也不稳定。因此开环控制只适用于对电能质量要求不高的场合,而对于要求较高的场合,必须采用闭环控制策略来克服开环控制的局限性。如今,逆变电源应用日益广泛,并且随着高性能数字信号处理器(DSP )的出现,逆变电源的全数字化控制成为现实。数字控制硬件电路结构简单,可靠性高,可实现先进的控制算法及便于实时控制。本文研究了一种以TMS320LF2407A型DSP为控制核心的单相逆变器数字控制系统。本数字系统将输出电感电流引入控制系统,和输出电容电压一起形成双闭环控制,在双闭环控制系统中,外环回路是定值控制系统,内环回路是随动控制系统,外环调节器可以按照负荷变化相应地调整内环调节器的给定值,使调节系统仍然具有较好的品质,所以双环控制系统对负荷变化具有较强的适应能力,可使逆变电源的输出性能得到较大的改进。文章首先阐述了逆变电源数字化控制的优越性及现有数字控制策略,具体分析了SPWM单相全桥逆变电源的控制技术及其实现方式,建立了单相SPWM逆变器数学模型并利用MATLAB进行了仿真验证。针对以DSP为微处理器的逆变器数字控制系统,文章详细分析了其理论及实验需求,在此基础上,对整个硬件系统平台进行了详细的设计,包括电源整体结构、主电路、滤波电路、驱动电路、信号调理电路等。控制系统软件则重点阐述逆变器数字控制系统主要设计环节,给出了软件的总体结构。选定单输出电压控制、输出电压外环和电感电流内环的双环控制逆变器作为研究对象,通过在离散域的控制器设计,分析对比了两种控制策略下逆变器的稳定性和动态响应,结果表明双环控制逆变器在稳定性和动态响应上都要优于单电压环控制逆变器。最后,文章阐述了控制系统的实现,解决了实现逆变器数字控制系统面临的主要问题,并给出了原理样机的参数设计和实现控制思想的软件流程图,对原理样机进行了实验验证,实验结果验证了该控制系统的正确性和有效性。
王义芳[4]2006年在《基于DSP的小型发电机控制系统设计》文中研究表明传统的中小型汽油发电机作为移动式的独立电源，在需要备用电源和流动性作业的场合具有独特的优势，但是由于该发电机一般都是中频发电机，输出叁相交流电的频率和电压都与市电不同，不符合大多数设备的用电要求。随着逆变电源的数字化和智能化的发展，以中小型汽油发电机为基础设计的逆变电源正逐渐在市场上走俏。针对这种类型的小型中频汽油发电机，本文对其控制系统进行了研究和设计。本文首先介绍了小型发电机控制系统的组成，该系统主要包括叁相半控整流、单相逆变、步进电机油门控制、点火器及故障显示灯四个部分。并分别对各部分的基本原理、相互关系以及在整个控制系统中的作用进行了详细的阐述。在分析了几种常用触发电路优、缺点的基础上，针对小型发电机控制系统中的叁相半控整流桥设计了一种新型集成触发电路。该电路取消了同步变压器，从整流桥输入侧电源直接采样电压作为触发电路的叁相同步信号，同时通过电阻采样法和PI调节器来调节触发脉冲相位并稳定输出直流电压，另外通过封锁触发信号实现直流电压过压保护。通过实验证明该电路调试简单、稳定性能好、成本低，具有一定的实用价值。介绍了SPWM逆变器的原理及其拓扑结构，选择单相电压型SPWM逆变器作为主要研究对象，对双极性SPWM、单极性SPWM以及单极性倍频SPWM叁种控制策略进行了详细的阐述，并采用不对称规则采样法分别建立其数学模型。此外设计了基于TMS320LF2407A DSP和IPM智能功率模块的单相逆变器硬件系统。本文在详细介绍了传统的PI控制策略后，针对其存在的问题，提出了防积分饱和PI控制策略，进而对上述叁种SPWM控制策略的软件算法进行了设计，并通过实验验证了各控制策略的有效性，实验结果表明本文所设计的小型发电机控制系统具有较好的实用性。
赵众[5]2006年在《单相400Hz中频电源复合控制技术的研究》文中研究说明本文针对400Hz中频电源系统进行了研究和分析。恒压恒频(CVCF)SPWM逆变器是整个中频电源的核心部件。为了使逆变电源在各种负载情况下均能输出谐波含量低、稳态精度高、动态性能好的电压波形,发展出了多种波形控制技术。多环反馈控制方法原理清晰、易于实现、动态性能好,设计简单,但是它并不能完全消除系统的稳态误差。而重复控制策略具有稳态精度高、只需检测输出电压一个变量等诸多优点,是非常有发展前途的一种控制方法,但是它的动态响应慢而且控制器的设计过程非常复杂。本论文对多环反馈控制和重复控制这两种控制方法进行了理论的分析和系统的研究,同时也介绍了控制器的参数设计方法。并着重讨论了重复控制器系统的稳定性、稳态误差以及误差收敛速度,而且给出了系统稳定的一个充分条件。提出了一种将多环反馈控制和重复控制相结合的新型复合控制技术。其中多环反馈控制器位于系统的内层,它可以显着地改善整个系统的动态特性,而正是由于它的作用,使得位于外层的重复控制器的设计大大简化。这两种控制器互为补充、相辅相成,可以使中频电源系统既能输出高质量的电压波形,同时也具有快速的动态响应。仿真结果和实验结果均论证了本文所提出的复合控制方法的可行性和有效性。
徐闵[6]2013年在《贯通供电系统中的多电平叁相—单相交直交变换器设计》文中认为将电气化铁道牵引网供电所区段拉通实现贯通同相供电,可以彻底解决牵引供电的过分相、过分压问题,取消中性段从而使机车可以在运行过程中全线得到连续的高质量供电；同时由于功率均摊,可以为沿线变电所节约大量变压器容量。然而公用电网对“高压环网、低压解网”的供电结构约束了贯通同相供电的可行性,针对此问题,本文研究了一种适用于牵引供电网贯通式供电的交直交变换器装置实现方案。本文首先比较了现有同相供电技术与贯通同相供电技术实现方案上的异同点。为使变电所对电网体现出良好的叁相平衡特性及使能量具备双向流动特性,整流侧直接使用了叁相PWM整流器；同时为了进一步降低输出的谐波含有率,研究了多电平开关变换器技术在本系统中的应用。为实现新的变流器方案,本文先从理论层面讨论研究了电力系统分析中常见克拉克变换及派克变换两种相量分析法及工程中最常用的比例积分控制法,之后研究了基于数字式锁相环(PLL)的变流器信号相位跟踪方法及正弦脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)两种调制方式；同时分析了叁相PWM整流器及单相PWM逆变器的变流原理、控制策略、多电平化方案在其上的应用和二极管钳位式多电平变流器中的电容失衡问题与基于直流均压电路的解决方案。最后在使用MATLAB/Simulink软件对五电平交直交变换器电路建模仿真运行通过的基础上,利用Xilinx ISE软件对既有的基于FPGA的控制器平台进行二次开发,并连接IPM开关模块与虚拟负载进行叁电平交直交电路的方案验证。测试结果证明,应用本文提出方案建设的交直交变换器能够正确实现高效的叁相—单相的能量转换,逆变器输出能够顺利并网向负载供电,在实验室环境下该方案能够顺利达到预期的结果。
刘真[7]2006年在《全数字式6kW叁相应急电源的研究与设计》文中研究表明随着社会发展,越是信息化、现代化,就越依赖于电力,一旦中断供电,将造成重大的事故或经济损失。而在市电中断供电时,高性能应急电源能在各种场合为设备提供电能。因此,研究高性能应急电源有着重要意义。本文对应急电源系统的关键技术进行了较为全面的从理论到实践的深入研究,为今后高性能应急电源的产品化奠定了扎实的理论基础,并积累了一定的实践经验。论文首先较为全面地介绍了应急电源的发展现状和应急电源的发展趋势,通过比较柴油发电机组、UPS和EPS,得出研究高性能应急电源具有重要意义的结论。接着具体介绍了应急电源的工作原理和设计要求,详细制定了全数字式6kW叁相应急电源的设计方案。在此基础上具体介绍了应急电源主电路的设计过程。在建立叁相电压型PWM逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型的基础上,提出了一种叁相电压型PWM逆变器基于电压电流双闭环的控制方法,利用电压外环实现对输出电压的稳定控制,电流内环实现对输出电流的控制,仿真证明该方法有效地改善了系统的动态响应及抗干扰能力。然后给出了基于DSP的全数字式6kW叁相应急电源的硬件实现方法,结合设计出来的硬件,编制了基本的DSP底层程序流程。在程序中实现模拟量采样,PWM产生,电压控制环和电流控制环等功能。本文最后介绍了系统试验情况,对于实验过程出现的问题进行了分析与总结,提出了解决问题的方案。
孙龙飞[8]2015年在《基于DSP的串联式中频电源控制系统的研究》文中提出本论文对中频加热电源的基本结构及原理进行了分析,并对比了串联式中频电源和并联式中频电源各自的优缺点,最终选择以串联式中频加热电源为研究对象。中频电源整流部分用二极管不控整流,逆变部分采用IGBT单相全控触发电路的拓扑结构。由于传统的电源控制方式常常存在输出电压谐波含量大的问题,本文针对此问题提出了一种新的控制方法,将SPWM脉宽调制方法应用于感应加热电源中,从而极大的降低了输出电压谐波含量。并通过Matlab仿真软件搭建了系统的双闭环控制模型,所得仿真结果较好的验证了该方案的可行性。在理论分析的基础上,通过对电源系统数字化控制进行分析研究,设计了围绕TMS320F28335型号DSP为核心的数字化中频电源控制系统,并设计数字锁相环实现负载同频率跟踪,从而达到整机效率最大化。控制实现的是双闭环控制策略,功率外环可以稳定输出功率,而频率内环可以使输出电压、电流同相位。此外,还设计了功率管的驱动电路及一些外围保护电路。本次实验通过一台5KW串联谐振式中频感应加热电源实验样机,以DSP为控制核心根据单极性SPWM的控制算法进行软件编写和系统硬件调试工作。最终所得实验结果与理论分析和实验仿真一致,很好的验证了SPWM控制策略和数字锁相环技术在中频加热电源中使用的可行性。实验表明,该项控制策略在串联谐振式中频感应加热电源里可以使得输出波形更易于接近正弦波,提高了电能质量和供电性能。
李勇明[9]2004年在《基于DSP的交流稳流源数字控制研究》文中进行了进一步梳理本文介绍了现代电力电子的数字化技术发展，分析了基于DSP的功率变换器数字控制系统的特点。 重点研究了全桥逆变器的数字控制技术和电压型逆变器的稳流输出的控制策略。介绍了交流稳流源的基本设计原理和结构以及电压型逆变器的SPWM调压方法，并在分析单相全桥逆变器数学模型的基础上，在电压型逆变器中实现控制输出电流的数字PID控制方法。通过分析和比较电感电流双环反馈模式的控制及其仿真结果，达到了较好的稳态和动态性能。 本文最后以数字信号处理芯片TMS320LF2407A为核心设计了交流稳流源数字控制系统，完成了对3KW交流稳流源试验装置的控制，实现了上述控制策略，取得了良好的控制效果。
吴丽萍[10]2007年在《基于DSP的光伏并网逆变系统的研究》文中指出随着人类生活水平的提高，人们对能源的需求也日益提高。太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，具有储量大、利用经济、清洁环保等优点。因此，太阳能的利用越来越受到人们的重视，而太阳能光伏发电技术的应用更是人们普遍关注的焦点。在不久的将来，太阳能光伏利用的主要形式将是并网发电系统。高性能的数字信号处理器芯片(DSP)的出现，使得一些先进的控制策略应用于光伏并网的控制成为可能。一套基本的光伏并网发电系统一股是由太阳能电池板、太阳能控制器和逆变器构成。其中，太阳能控制器和逆变器是光伏并网系统的核心部分，本文针对如何提高太阳能光伏并网系统的转换效率，从建模仿真方面对具有最大功率点跟踪的光伏并网系统进行了研究。首先，概述了太阳能光伏发电系统的组成，介绍了目前我国太阳能光伏发电技术的应用。其次，使用MATLAB中的POWER SYSTEM BLOCKSETS工具软件建立了光伏并网发电系统的动态模型，并进行了仿真，给具体的硬件设计提供了极为有效的帮助。再次，通过比较几种常用的DC／DC变换器的工作原理，提出利用推挽式DC／DC变换器实现转换，对参数进行分析后建立了推挽式DC／DC变换器的仿真模型。MPPT(最大功率点跟踪)是光伏系统中经常遇见的问题。本文详细地分析了常用的几种MPPT方案，并提出了几种新的MPPT方案。分析了基于DSP芯片(TMS320F240)的光伏并网发电系统的控制设计思想。采用电网电压前馈和电流跟踪技术，建立了相关的控制模型，实现了网侧电流正弦化和单位功率因数。最后本文结合实际系统给出了SPWM的设计方案和软件流程图。
参考文献：
[1]. 数字式SPWM型逆变器及其模糊控制的应用研究[D]. 夏尚学. 华北电力大学（河北）. 2002
[2]. 基于DSP的变频电源数字化控制技术的研究[D]. 李作军. 武汉理工大学. 2008
[3]. 基于DSP的单相SPWM逆变器数字化控制技术研究[D]. 李学勇. 南昌航空大学. 2009
[4]. 基于DSP的小型发电机控制系统设计[D]. 王义芳. 浙江大学. 2006
[5]. 单相400Hz中频电源复合控制技术的研究[D]. 赵众. 中国科学院研究生院（电工研究所）. 2006
[6]. 贯通供电系统中的多电平叁相—单相交直交变换器设计[D]. 徐闵. 西南交通大学. 2013
[7]. 全数字式6kW叁相应急电源的研究与设计[D]. 刘真. 湖南大学. 2006
[8]. 基于DSP的串联式中频电源控制系统的研究[D]. 孙龙飞. 西安科技大学. 2015
[9]. 基于DSP的交流稳流源数字控制研究[D]. 李勇明. 浙江大学. 2004
[10]. 基于DSP的光伏并网逆变系统的研究[D]. 吴丽萍. 河北工业大学. 2007
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