基于DSP的单相逆变控制系统研究

发布时间：2017-10-29 04:07

  本文关键词：基于DSP的单相逆变控制系统研究

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【摘要】：随着全球环境的恶化与能源的日益枯竭,新能源技术越来越受到各个国家和地区的重视,逆变器作为新能源发电系统的重要一环,其性能的优劣对于整个系统来说都是举足轻重的。随着电子技术、芯片制造技术的迅速发展,逆变器控制系统基本都采用数字化控制技术,与模拟控制相比,数字化控制系统体积小、集成度高、便于操作、抗干扰能力强。数字信号处理器DSP,以其出色的运算能力与数据处理能力,广范应用于逆变器控制系统中。为了满足逆变控制系统的动态性能要求和静态性能要求,论文着重研究的是基于DSP的逆变器控制系统。针对输入到逆变器的直流电压不稳定问题,将逆变器控制系统分为直流升压和交流逆变两个部分。直流升压部分采用的是升压斩波电路,通过将输出电压作为反馈量的闭环控制方法能够得到高于输入电压且输出稳定的电压,此电压作为交流逆变器侧的输入电压。交流逆变部分采用的是单相桥式逆变电路,输出端采用LC滤波器滤波,控制方法采用SPWM技术与双环控制方法相结合的方式。在传统的将输出电压作为外环反馈量、电感电流作为内环反馈量的双环控制策略基础上,引入了输出电压解耦与负载电流补偿反馈量,不仅减轻了控制系统的负担而且也提高了系统抗负载扰动的能力,使其动态性能提高且具有良好的静态性能。本文在分析升压斩波电路和单相桥式逆变原理的基础上,对其进行数学建模并根据状态空间法分别设计了调节器,并在MATLAB/Simulink里进行了仿真,从理论上验证控制方法是否可行。结合理论分析,本文对基于DSP的逆变器控制系统硬件电路进行了设计,主要包括功率主电路和控制电路。功率电路是升压斩波电路、单相桥式逆变电路、LC滤波器;控制电路包括:电源电路、接口电路、功率管驱动电路、电压电流采样电路、过流检测电路等等。在硬件电路设计的基础上对软件程序进行设计,主程序的主要作用是初始化和等待中断的到来,大部分服务程序都在中断里,文中对AD采样、电压电流调节等相关中断服务子程序做了详细介绍。最后对逆变器控制系统的功能进行了测试,并对测试结果进行了分析,验证了控制系统设计的合理性。
【关键词】：DSP 升压斩波电路 逆变器
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题背景的研究背景和意义10-11
• 1.2 逆变器相关技术的发展概况11-13
• 1.3 论文的主要内容及结构安排13-16
• 第二章 升压斩波电路控制原理与分析16-29
• 2.1 升压斩波电路工作原理16-18
• 2.2 升压斩波电路控制策略18-24
• 2.3 降压斩波电路控制仿真24-28
• 2.3.1 仿真平台MATLAB/Simulink简介24-25
• 2.3.2 升压斩波电路控制系统的MATLAB仿真实验25-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 逆变器控制策略研究29-49
• 3.1 SPWM逆变器控制原理分析29-35
• 3.1.1 SPWM逆变器基本理论29-33
• 3.1.2 SPWM实现方法33-35
• 3.2 SPWM全桥逆变器控制策略35-42
• 3.2.1 电流内环36-39
• 3.2.2 电压外环39-42
• 3.3 双环控制系统MATLAB/Simulink建模仿真42-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第四章 逆变控制系统硬件电路设计49-67
• 4.1 TMS320F2812 DSP概述49-50
• 4.2 逆变控制系统硬件设计总体方案50-52
• 4.3 功率电路52-56
• 4.4 控制电路及外围电路56-66
• 4.5 本章小结66-67
• 第五章 逆变控制系统软件设计及实验波形67-83
• 5.1 软件开发环境介绍67-68
• 5.2 控制部分软件设计68-79
• 5.2.1 软件设计总体方案68-70
• 5.2.2 相关中断服务子程序设计70-79
• 5.3 实验平台及波形79-82
• 5.3.1 实验平台79-80
• 5.3.2 实验波形80-82
• 5.4 本章小结82-83
• 第六章 总结与展望83-85
• 参考文献85-89
• 致谢89-90
• 附录90-92

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 周洪霞;李洪烈;任剑;;PWM型逆变器多重化的仿真研究[J];信息技术;2014年05期

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本文编号：1111314