单相PWM整流器控制系统优化分析与软开关拓扑结构研究

发布时间：2017-08-06 07:01

  本文关键词：单相PWM整流器控制系统优化分析与软开关拓扑结构研究

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【摘要】：随着电力电子技术及控制技术的迅猛发展,功率半导体器件、电力变换器技术也得到了迅速的发展和应用,随之也带来了很多的麻烦问题,就这些问题,我们对实现PWM整流和RTW技术的结合进行研究并验证。针对单相PWM整流器的拓扑结构,本文介绍了其数学模型的建立,并通过二阶,三阶优化的方法得到其PI参数,把参数带入硬件仿真电路中,通过调节使系统的硬件仿真电路满足所需要的稳压,稳流,功率因数矫正等功能,观察图形并分析其鲁棒性能。并且按照数学模型的方法搭建单环与双环的控制模型,对DMC模块中的PI参数与普通的PI参数之间的关系进行分析,并将传递函数与硬件仿真模型对应起来,并使用matlab中的pidtool与sisotool工具箱进行验证分析。提出一种方法来整定PI参数,把系统的模型参数带入,通过使用pidtool或者sisotool进行自整定,优化得到PI参数。而不用通过传统的手动计算。做出单电流环,双环的控制程序,使用matlab的方式下载到DSP28335中去,从而对系统能否实现闭环现象进行验证。对目前的几种典型的PID控制器进行分析,对系统如何选择PID控制器结构和选择做一定的说明,需要进一步研究。实际实验验证之前使用matlab工具箱整定出来的PI参数的正确性。并做关于其它参数的实验,证明其最优性。对软开关的工作原理进行分析与讲解,对目前常用的软开关控制策略及其控制方法进行分析,提出一种新的使用DSP控制的方法,更加灵活的满足各种需求的软开关控制。对软开关的开环仿真,单电压闭环仿真进行硬件仿真,得到的图形结果与分析。最后,本文对于使用DSP28335时下载程序,系统需要的软件和硬件配置方面与2812之间一些不同,并且提供了一些需要注意的事项。
【关键词】：单相整流器 Chien-Hrones-Reswick 代码生成 软开关
【学位授予单位】：中原工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM461
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1.绪论10-14
• 1.1 基于RTW的单相整流器与软开关技术的发展现状10-12
• 1.2 本文研究的主要内容12-14
• 2.单相整流电路的建模与控制策略研究及参数整定14-22
• 2.1 单相整流电路的建模14-17
• 2.1.1 采用开关函数的整流器数学模型15
• 2.1.2 采用占空比的整流器数学模型15-17
• 2.2 单相整流器的dq建模17-18
• 2.2.1 PARK变换17
• 2.2.2 整流器的dq建模17-18
• 2.3 单环双环控制策略18-21
• 2.3.1 电流环的控制策略18-20
• 2.3.2 电压环的控制策略20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 3 电路的matlab仿真及验证22-32
• 3.1 整流电路的RTW硬件电路仿真及波形分析22-28
• 3.1.1 单环电路的硬件仿真及波形分析22-25
• 3.1.2 双环电路的硬件仿真及波形分析25-28
• 3.2 搭建传递函数控制模型28-30
• 3.2.1 单电流环的传递函数的控制模型28-29
• 3.2.2 双环的传递函数的控制模型29-30
• 3.3 分析DMC模块中的PID参数与普通的PI模块区别及两种模型之间的对应关系30-31
• 3.4 本章小结31-32
• 4.使用matlab工具箱进行PI参数整定32-43
• 4.1 使用matlab中的pidtool工具进行整定32-35
• 4.1.1 单环电路的手动整定方法32-34
• 4.1.2 利用pidtool工具箱与单相整流器建模相结合电压外环34-35
• 4.2 使用matlab中的sisotool工具进行整定35-39
• 4.2.1 单环双环电路的sisotool工具整定35-39
• 4.3 PID整定方法的研究39-41
• 4.3.1 Ziegler-Nichols整定方法39-40
• 4.3.2 Chien-Hrones-Reswick整定方法40-41
• 4.3.3 幅值与相角裕度设定的整定方法41
• 4.3.4 PID控制的选择41
• 4.4 本章小结41-43
• 5.基于RTW的实际硬件电路的验证43-48
• 5.1 单环控制程序及实验验证43-45
• 5.2 双环控制程序及实验验证45-46
• 5.3 本章小结46-48
• 6.软开关的拓扑研究48-59
• 6.1 软开关的原理48-49
• 6.2 DC-DC软开关的工作原理49-52
• 6.3 软开关的效果分析52-53
• 6.4 实现软开关中实验参数的选取要点53-54
• 6.5 整流器软开关的实现策略54-58
• 6.5.1 原始的芯片软开关控制策略54-58
• 6.5.2 基于DSP的软开关控制策略58
• 6.6 本章小结58-59
• 7. 软开关仿真软件验证59-63
• 7.1 软开关开环仿真59-60
• 7.2 软开关单闭环仿真60-62
• 7.3 本章小结62-63
• 8. Matlab下DSP28335与2812的配置区别63-67
• 8.1 Matlab下DSP28335与2812的配置区别63-66
• 8.2 本章小结66-67
• 9．总结与展望67-69
• 9.1 工作总结67
• 9.2 下一步的工作展望67-69
• 参考文献69-72
• 附录：研究生阶段发表论文72-73
• 致谢73-74

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本文编号：628784