基于DSP 的特定消諧脈寬調(diào)制波的實(shí)現(xiàn)

　　3 特定消諧脈寬調(diào)制技術(shù)的開關(guān)角的求解

　　特定諧波消除調(diào)制技術(shù)的核心是開關(guān)角的求解，但由于無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時求解三角非線性超越方程組，本文采取的方法是離線計(jì)算出開關(guān)角供實(shí)時查詢。

　　特定諧波消除調(diào)制方法中的開關(guān)角求解過程如下:

　　第一步前面分析所得到的特定諧波消除的數(shù)學(xué)模型， 根據(jù)實(shí)際中所需要消去的諧波的個數(shù)和次數(shù)， 確定開關(guān)角個數(shù);第二步建立非線性超越方程組，方程組在MATLAB中以f (x) = 0 的形式建立并保存為m 文件;第三步計(jì)算出方程初值，該初值的計(jì)算可以參考相關(guān)文獻(xiàn);第四步在對非線性超越方程組求解函數(shù)“fsolve”參數(shù)設(shè)定完畢后， 調(diào)用該函數(shù)進(jìn)行求解。

　　求解過程結(jié)束后， 可以得到一組開關(guān)角值， 將其存入DSP 中，制成一張開關(guān)角表，編制程序，利用在線查詢方式依次輸出特定諧波消除脈寬調(diào)制波。

　　4 SHE PWM 的頻譜分析

　　利用上述方法計(jì)算所得到的開關(guān)角的值在MATLAB中生成基波頻率為100Hz 的特定諧波消除脈寬調(diào)制波，并進(jìn)行諧波頻譜分析， 可以得到如下頻譜分布圖:

圖2 SHE PWM 波形及其頻譜

　　由圖我們可以看出， 在基波頻率一定時， 開關(guān)角N的增加可以使得更多的低次諧波被消除，但同時也抬高了高次諧波。

　　5 特定諧波消除調(diào)制波的 DSP 實(shí)現(xiàn)

　　TMS320F2812 芯片采用先進(jìn)的改進(jìn)型哈佛結(jié)構(gòu)，其程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器具有各自的總線結(jié)構(gòu)， 從而它的處理能力達(dá)到最大; 它的指令執(zhí)行速度為150MIPS，這種高性能使復(fù)雜控制算法的實(shí)時執(zhí)行成為可能。在DSP 中， 當(dāng)計(jì)數(shù)器值和比較寄存器值發(fā)生匹配時， 比較器輸出引腳的輸出方式有四種: 強(qiáng)制低、強(qiáng)制高、低有效和高有效。如果設(shè)置為強(qiáng)制低，則匹配時跳轉(zhuǎn)為低電平， 高有效則剛好相反。根據(jù)這個特點(diǎn)， 可在一個三角計(jì)數(shù)周期內(nèi)設(shè)置與開關(guān)角相對應(yīng)的比較值， 當(dāng)比較匹配時通過在比較中斷服務(wù)程序中將輸出電平強(qiáng)制為原電平的反電平， 即如果原先為高電平， 則輸出方式設(shè)置為強(qiáng)制低， 如果原先為低電平， 則輸出方式設(shè)置為強(qiáng)制高， 如此便可以根據(jù)開關(guān)角值輸出所需要的特定消諧脈寬調(diào)制波。這樣一來可以通過一個計(jì)數(shù)器周期便可產(chǎn)生所有的正弦周期內(nèi)的開關(guān)角， 這時計(jì)數(shù)器周期也就等于輸出正弦波周期。通過這樣的方法來產(chǎn)生特定消諧脈寬調(diào)制波更接近于特定消諧技術(shù)的數(shù)學(xué)模型。