基于DSP的中频正弦波逆变器控制研究

摘要

本文针对输出电压频率400Hz的中频逆变器,研究其控制方法及控制策略的DSP实现。随着电力电子技术的发展,为了使逆变器输出电压谐波含量低、稳态精度高、动态性能好,国内外学者研究了多种逆变器的控制技术,其中多环反馈控制和重复控制是实际中较为常用的控制方法。 本文对电压、电流双环反馈控制和重复控制方法进行理论分析、仿真研究,比较了两种控制方法的优缺点。多环反馈控制方法理论成熟、易于实现、动态性能好,但是稳态精度不高。重复控制策略具有较高的稳态精度,但是其调节时间过长动态性能不佳。针对两种控制方法的特点,将两种控制方法结合构成复合控制方法,其中双环反馈控制器位于控制系统的内层,利用其响应快速的特点提高系统的动态性能,重复控制器居于外层,提高系统的稳态精度,这种复合控制也简化了两种控制策略的控制器设计。在理论分析的基础上设计了复合控制方法中的双闭环控制器和重复控制器,并对复合控制方法进行了仿真,通过仿真验证,可以得到采用这种复合控制的系统比采取单一控制方法时具有更加优良的动静态性能。 本文设计了基于TI公司TMS320F240型DSP的逆变器控制电路,完成了硬件电路的制作。采用复合控制方法,设计了DSP的软件程序,并进行整个系统的实验。通过实验验证了理论分析和仿真的正确性,实现了采用复合控制方法基于DSP的中频逆变器控制系统。

目录

文摘

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声明

1绪论

1.1研究背景

1.2逆变器的控制技术及发展现状

1.2.1多环反馈控制

1.2.2无差拍控制

1.2.3状态反馈控制

1.2.4滑模变结构控制

1.2.5模糊控制

1.2.6重复控制

1.3本论文的主要工作

2中频逆变器的设计及仿真

2.1中频逆变器主电路结构

2.2输出滤波器的参数设计

2.3控制策略及仿真

2.3.1双闭环反馈控制及控制器的设计

2.3.2双闭环反馈控制的仿真

2.3.3重复控制及控制器的设计

2.3.4重复控制的仿真

2.3.5复合控制方法及其仿真

3控制系统的硬件设计

3.1系统结构

3.2 DSP及其外围电路

3.3反馈信号处理电路

3.3.1电压反馈电路

3.3.2电流反馈电路

3.3.3过压保护电路

3.3.4过流保护电路

3.4控制电路的其他部分

3.4.1 IGBT驱动电路

3.4.2键盘显示电路

4基于DSP的软件设计

4.1软件整体结构设计

4.2主程序

4.3采样中断程序

4.4重复控制和双环反馈控制程序

4.5保护中断程序

4.6显示和键盘程序

5实验

5.1实验结果

5.2小结

6全文总结

致谢

参考文献

附录