利用DSP進行逆變電源管理的理論基礎(chǔ)

隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷進步，電子產(chǎn)品對于電源的要求越來越高。以往的產(chǎn)品已經(jīng)無法滿足日益多樣化的要求，因此逆變電源開始走入人們的視線。在本文中，小編將為大家介紹一種采用dsp重復控制來對逆變電源系統(tǒng)來進行控制的基本理論。

利用重復控制器來跟蹤周期性參考指令信號，減小輸出電壓諧波，同時電流環(huán)控制改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。并根據(jù)該控制方案，設(shè)計和調(diào)試了一臺基于DSPTMS320IF2407A控制的單相1kW逆變器，仿真和實驗結(jié)果均驗證了該方案的良好性能。

重復控制的基本理論

重復控制是基于內(nèi)模原理的一種控制思想。它的內(nèi)模數(shù)學模型描述的是周期性的信號，因而使得閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠無靜差地跟蹤周期信號。單一頻率的正弦波是典型的周期信號，它的數(shù)學模型為：

那么只要在控制器前向通道串聯(lián)上與輸入同頻率的正弦信號，就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的無靜差跟蹤。重復控制也多用數(shù)字控制方式。離散后的重復控制內(nèi)模為：

式中：N為一個周期的采樣次數(shù)。

圖1直接重復控制系統(tǒng)框圖

圖2嵌入式重復控制系統(tǒng)框圖

基于內(nèi)模原理的理想重復控制系統(tǒng)的前向通道上含有一個周期性延時環(huán)節(jié)，不可避免它會導致動態(tài)性能較差。到目前為止，要實現(xiàn)高性能的控制效果，最為有效的方法有如下兩種：一是直接重復控制，引入前饋，通過前饋提高動態(tài)響應(yīng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示;二是嵌入式重復控制，它在重復控制器側(cè)加入PI調(diào)節(jié)器，通過PI調(diào)節(jié)來提高動態(tài)性能，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

理想重復控制器Q(z)=l，當擾動的角頻率ωd是輸入信號角頻率ωr的整數(shù)倍，即ωd=nωr時，可以得到z-N=1，就是說，理想的重復控制器可以消除任意次諧波，可以對小于采樣頻率的1/2下的任意次諧波進行無差跟蹤。所以本文中提出的控制器通過重復內(nèi)模來抑制周期性干擾，實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)特性，PI控制提供動態(tài)補償，該控制器兼顧了PI經(jīng)典控制設(shè)計簡單，實現(xiàn)方便的優(yōu)點，同時彌補了重復控制單周期延時的缺點。

本文針對實用dsp重復控制方法對逆變電源管理進行控制的理論基礎(chǔ)進行了介紹。幫助讀者理清思路，從而順利的理解這種新的逆變電源控制方法，在之后的文章當中，小編將為大家?guī)硐嚓P(guān)的后續(xù)內(nèi)容，請持續(xù)關(guān)注。