电压型谐振逆变器中智能PID控制的研究

摘要

感应加热以其特有的加热速度快、可对工件进行局部加热、节能环保等优点而被广泛应用。由于光纤制造、区熔提纯和化学合成等新兴工业的发展，开发大功率、超高频率、加热集中的逆变感应加热电源将是未来的发展方向。
　　本文首先从感应加热电源的原理和拓扑结构着手，把电源功率控制作为研究对象，介绍了目前主要的功率调节方式。针对高频条件下常规功率调节方法中的不足，和常规的功率调节方法要求被控制对象要有精确的数学模型，其自身又存在超调量大，静态稳定性差，而且对于非线性因素引起的参量变化不能做出准确及时的调整的缺点，提出了利用模糊PID的方法实现感应加热电源的功率控制。在Matlab/Simulink环境下对模糊PID控制器设计仿真并与普通PID控制器对比，可以看出其优越的控制能力。最后通过对现场可编程逻辑门阵列（FPGA）的介绍，研究了在FPGA中实现模糊PID控制器的方法。在QuartusII开发平台上对模糊PID控制器设计，利用顶层原理图和硬件描述语言（VHDL）进行程序的编写仿真，仿真结果证明了控制器设计的正确性。再把控制器下载到FPGA中，在实验室样机中，证明了控制器的可行性。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 未来发展趋势

1.4 论文的主要研究工作

第2章 逆变器拓扑结构与智能控制策略的选择

2.1 逆变器的拓扑结构分析

2.2 主要控制策略介绍

2.3 控制策略的选择

2.4 模糊理论与PID控制

第3章 模糊PID控制器的设计与仿真

3.1 模糊PID控制器

3.2 模糊PID控制器的设计

3.3 模糊PID控制器的仿真

3.4 逆变系统建模与仿真结果

3.5 本章小结

第4章 模糊PID控制器在FPGA上的实现

4.1 FPGA简介

4.2 模糊PID的实现和仿真

4.3 本章小结

第5章 实验

5.1 逆变系统简介

5.2 Buck-Boost电路电压调节实验

5.3 本章小结

第6章 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

附录A

附录B

致谢