基于模糊滑模控制算法的移动式逆变电源的研究

摘要

随着电能在人们生产生活当中日益重要，为满足人们在旅行、野外科研活动、抢险救灾的需要，移动式逆变电源以其体积小、便携带等优点成为人们的优先选择。而随着数字信号处理器成本的不断降低，越来越多的移动式逆变电源采用数字控制。而模糊滑模控制作为一种可靠的数字控制方式具有稳定范围宽、鲁棒性强、动态响应快、控制实现简单等优势已被逐步应用于很多工程领域。
　　然而，由于移动式逆变电源存在强非线性、参数时变、外部扰动等因素的影响，采用常规控制算法难以满足其不断提高的性能要求。针对移动式逆变电源系统的上述问题，本论文以滑模控制理论为主要架构，引入了模糊控制算法对滑模控制器的参数进行自适应调整，并以Lyapunov理论为控制系统稳定性分析的理论基础，以提高控制系统的鲁棒性和实时性为目标，设计了一款模糊滑模控制器。并利用MATLAB软件对系统进行仿真，验证了移动式逆变电源在模糊滑模算法控制的下，输出波形的谐波含量很低，稳态性能好。
　　最后，通过设计逆变器硬件电路，绘制并搭建了逆变器硬件平台。根据对控制算法的理论分析，编写了模糊滑模算法程序。通过硬件和软件调试，对逆变器硬件平台进行了相关研究。最后给出了逆变器平台的测试结果。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景和研究意义

1．1．1 课题背景

1．1．2 研究意义

1．2 移动式逆变电源的发展现状及趋势

1．3 模糊滑模控制的发展历程

1．3．1 滑模控制

1．3．2 模糊控制

1．4 论文的主要工作和章节安排

第二章 模糊滑模控制理论的分析

2．1 滑模控制的理论分析

2．1．1 滑模控制的基本理论

2．1．2 滑模控制器的设计理论

2．1．3 切换面的设计

2．1．4 抖振问题

2．1．5 轨迹跟踪问题

2．2 模糊控制的理论的分析

2．2．1 模糊控制的系统组成

2．2．2 模糊控制器原理

2．2．3 模糊控制器的设计原理

第三章 模糊滑模控制在移动式逆变电源中的应用

3．1 移动式逆变电源模型

3．2 基于逆变电源滑模控制器的设计

3．3 基于逆变电源模糊控制器的设计

3．4 仿真试验及结果分析

第四章 移动式逆变电源硬件与软件设计

4．1 主电路功能模块的选型

4．1．1 整流模块的选型

4．1．2 直流母线电容的选型

4．1．3 逆变模块的选型

4．2 主电路控制芯片的选择

4．3 IGBT驱动电路的设计

4．4 软件的设计

4．5．1 主程序模块设计

4．5．2 电压采集模块程序

4．5．3 模糊滑模控制算法模块

4．5 系统调试结果

第五章 总结与展望

5．1 全文总结

5．2 研究展望

参考文献

致谢

硕士期间科研成果