基于DSP無(wú)差拍控制的逆變電源研究
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
針對(duì)該逆變器所設(shè)計(jì)研究的控制方法：采用雙閉環(huán)控制算法調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)特性，內(nèi)環(huán)采用無(wú)差拍控制方法，是一種能夠瞬時(shí)控制電壓的有效手段，對(duì)負(fù)載具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，尤其對(duì)非線性負(fù)載，輸出波形失真小，可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性；外環(huán)采用瞬時(shí)值的數(shù)字PI算法，輸出電壓的瞬時(shí)值信號(hào)直接反饋，與參考正弦電壓比較，使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定值上，并抑制輸出電壓的畸變。兩種控制算法能互相彌補(bǔ)各自控制上的不足，使系統(tǒng)得到較好的控制效果。
2．2 電流內(nèi)環(huán)
內(nèi)環(huán)采用干擾無(wú)差拍控制策略，結(jié)合離散化狀態(tài)方程和系統(tǒng)主電路圖分析結(jié)果，可以得到無(wú)差拍控制實(shí)現(xiàn)方法為：
可以通過(guò)采用一個(gè)二階預(yù)估方法對(duì)負(fù)載電流io(k+1)進(jìn)行預(yù)估有：
而iref(k+1)可從外環(huán)控制算法中得出。
2．3 電壓外環(huán)
電壓外環(huán)采用增量式PI算法，其差分方程可以表示為：
PI調(diào)節(jié)器性能的好壞取決于KP，KI的選取。PI參數(shù)可以從理論上算出，但是由于系統(tǒng)參數(shù)的擾動(dòng)性，采用仿真調(diào)試的方法來(lái)確定具有更實(shí)際的價(jià)值。
2．4 PWM波的生成
通過(guò)預(yù)估算法得到正弦參考電流iref(k)，再根據(jù)內(nèi)環(huán)控制算法可以算出uI(k)，從而得到開(kāi)關(guān)的控制時(shí)間，即PWM的脈沖時(shí)間，從kTS～(k+1)TS的采樣間隔內(nèi)，IGBT的導(dǎo)通時(shí)間為：
得到導(dǎo)通時(shí)間后，要進(jìn)一步確定DSP中PWM輸出寄存器的值。從而使DSP實(shí)現(xiàn)了對(duì)IGBT的通斷時(shí)間的控制。
3 逆變器控制電路的仿真研究
搭建逆變器控制方法研究的仿真模型如下：
主電路參數(shù)：電感L=10 mH，電容C=20μF，額定阻性負(fù)載R=50 Ω，開(kāi)關(guān)頻率fS=1／Ts=10 kHz，直流電源電壓E=310 V，輸出電壓有效值uo=220 V，頻率f=50 Hz。
逆變器的主電路由直流穩(wěn)壓電源模塊、全橋開(kāi)關(guān)管模塊、LCR模塊、電壓、電流測(cè)量模塊、信號(hào)輸入模塊等部分組成；電壓外環(huán)采用Simulink模塊庫(kù)中的PI離散控制模塊；電流內(nèi)環(huán)采用S函數(shù)子模塊。仿真結(jié)果如圖3所示。
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 4 結(jié) 語(yǔ) 相關(guān)推薦技術(shù)專(zhuān)區(qū)
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評(píng)論