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逆变电源数字化控制技术研究
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摘要
随着现代科技的发展,各行各业对逆变电源的性能提出了更高的要求。好的逆变电源电压输出波形主要包括三个方面:稳态精度高、动态性能好及负载适应性强。数字控制可以实现各种先进、智能的控制算法来提高逆变电源性能,因此数字化控制是当今逆变电源发展的主要方向。
     本文致力于逆变电源数字化控制技术的研究。首先讨论了各种数字控制策略的优缺点,指出各种控制策略相互取长补短组成复合控制器是一种发展趋势。接着本文对逆变电源系统进行了分析,建立了单相逆变电源的数学模型及MATLAB仿真模型;从逆变电源的输出特性分析出发,在深入研究重复控制器和模糊控制器的基本原理及设计方法的基础上,提出将重复控制与模糊自整定PI控制相结合组成复合控制策略,利用重复控制来提高系统的稳态精度,模糊自整定PI控制以提高系统的动态响应。MATLAB仿真结果表明该复合控制方案在线性负载和周期性非线性负载下均能获得良好的稳态和动态性能。
     本文最后进行了以TMS320F2812 DSP为控制核心的逆变电源控制系统的软硬件设计,给出了软件流程图并对硬件电路中的驱动电路、采样调理电路及保护电路进行了调试。
With the development of modern science and technology, various industries set higher requirements on the performance of inverters. Good output waveform of inverter voltage mainly includes three aspects: high steady-state precision, good dynamic performance and good load adaptability. The digital control may improve the performance of inverter through complex, intelligent control algorithms, and therefore the digital control is the main direction which the inverter power supply develops.
     This paper devotes to research the inverter power supply digital control technology. First, this article discusses the advantages and disadvantages of the digital control strategy, pointing out that compounded control method is the developing trend because the method can take good advantage of every part while avoiding its default. Then the paper analyses the inverter power supply systems and establishes mathematical models and MATLAB simulation models of a single-phase inverter. This paper begins with the analysis of the inverter's output characteristic, then proposes a hybrid control strategy with repetitive control and fuzzy self-tuning PI control based on theirs principles and the design methods, in which the repetitive controller is used to improve stability response and fuzzy self-tuning PI controller is used to improve dynamic response. The results of MATLAB simulation show that the hybrid control strategy can make a good stable and dynamic performance under linear and periodic non-linear loads.
     Finally, the article designs the hardware and software of the control system of inverter and TMS320F2812 DSP is used as the control core, then offers the total structure of software design and expatiates the hardware circuits of the control, data collection, driving and protection circuit etc.
引文
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