一種基于數(shù)字控制的諧振變換器設(shè)計(jì)
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3．1 數(shù)字PWM的產(chǎn)生
此處設(shè)計(jì)選用TMS28027作為控制芯片，其內(nèi)部具有ePWM模塊，用于產(chǎn)生設(shè)計(jì)中開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。定時(shí)器按照給定周期值循環(huán)計(jì)數(shù)，比較值存儲(chǔ)在比較寄存器中，一直與計(jì)數(shù)器中的值進(jìn)行比較。當(dāng)比較結(jié)果相等時(shí)，PWM輸出產(chǎn)生跳變。每個(gè)計(jì)數(shù)周期產(chǎn)生兩次比較匹配，分別在前半周期的遞增計(jì)數(shù)期間和后半周期的遞減計(jì)數(shù)期間。由于ePWM模塊具有映射寄存器，因此在計(jì)數(shù)周期的任一時(shí)刻都可以裝載新值，改變PWM的周期和脈寬，從而實(shí)現(xiàn)變頻控制。
3．2 PI控制的數(shù)字實(shí)現(xiàn)
PI控制是最早發(fā)展的控制策略之一，其概念清晰，算法容易實(shí)現(xiàn)，魯棒性強(qiáng)，是工程控制中應(yīng)用最廣泛的控制器。這里采用PI算法，將其數(shù)字化實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行系統(tǒng)的閉環(huán)控制和調(diào)節(jié)。
PI控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)u(t)同時(shí)成比例地反映輸入信號(hào)e(t)及其積分，即：
由于數(shù)字信號(hào)處理僅能根據(jù)采樣時(shí)刻的偏差值來(lái)計(jì)算控制量，故為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制，必須以采樣周期T對(duì)上式進(jìn)行離散化，對(duì)其進(jìn)行z變換，得：
Gc(z)=U(z)／E(z)=Kp+Ki／(1-1／z) (4)
寫(xiě)成差分方程為：
u(n)=u(n-1)+Kp[e(n)-e(n-1)]+Kie(n) (5)
式中：u(n)為第n次采樣的PI控制器輸出；e(n)為第n次采樣的誤差信號(hào)，即LLC諧振變換器的電壓輸出值和電壓給定值的偏差量；Ki為積分系數(shù)。
由于普通PI調(diào)節(jié)容易出現(xiàn)積分飽和現(xiàn)象，故此處設(shè)計(jì)中，采用改進(jìn)式PI算法。其基本思想是遇限停止積分，當(dāng)控制量達(dá)到飽和后，便不再進(jìn)行增大積分項(xiàng)的積累，而僅積累削弱積分項(xiàng)。具體設(shè)計(jì)方法為，在計(jì)算u(n)前，先判斷上一拍的PI輸出量u(n-1)是否達(dá)到最大值，若u(n-1)>Ucmax，則僅積累負(fù)偏差；若u(n-1)Ucmin，則僅積累正偏差。Ucmax和Ucmin分別為系統(tǒng)的最高工作頻率和最低工作頻率時(shí)的定時(shí)器設(shè)定值。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/160295.htm
系統(tǒng)的軟件部分主要由主程序和中斷響應(yīng)子程序組成，流程圖如圖5所示。主程序初始化后，便一直循環(huán)等待中斷．中斷過(guò)程主要調(diào)用PI子程序完成控制量的計(jì)算和輸出量的更新。
評(píng)論