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基于DSP無差拍控制的逆變電源研究

作者: 時間:2009-08-05 來源:網絡 收藏

針對該逆變器所設計方法:采用雙閉環(huán)算法調節(jié)系統(tǒng)的動靜態(tài)特性,內環(huán)采用無差拍方法,是一種能夠瞬時控制電壓的有效手段,對負載具有很強的適應能力,尤其對非線性負載,輸出波形失真小,可以改善系統(tǒng)的動態(tài)響應特性;外環(huán)采用瞬時值的數字PI算法,輸出電壓的瞬時值信號直接反饋,與參考正弦電壓比較,使輸出電壓穩(wěn)定在設定值上,并抑制輸出電壓的畸變。兩種控制算法能互相彌補各自控制上的不足,使系統(tǒng)得到較好的控制效果。
2.2 電流內環(huán)
內環(huán)采用干擾無差拍控制策略,結合離散化狀態(tài)方程和系統(tǒng)主電路圖分析結果,可以得到無差拍控制實現方法為:


可以通過采用一個二階預估方法對負載電流io(k+1)進行預估有:


而iref(k+1)可從外環(huán)控制算法中得出。
2.3 電壓外環(huán)
電壓外環(huán)采用增量式PI算法,其差分方程可以表示為:


PI調節(jié)器性能的好壞取決于KP,KI的選取。PI參數可以從理論上算出,但是由于系統(tǒng)參數的擾動性,采用仿真調試的方法來確定具有更實際的價值。
2.4 PWM波的生成
通過預估算法得到正弦參考電流iref(k),再根據內環(huán)控制算法可以算出uI(k),從而得到開關的控制時間,即PWM的脈沖時間,從kTS~(k+1)TS的采樣間隔內,IGBT的導通時間為:


得到導通時間后,要進一步確定中PWM輸出寄存器的值。從而使實現了對IGBT的通斷時間的控制。

3 逆變器控制電路的仿真
搭建逆變器控制方法的仿真模型如下:
主電路參數:電感L=10 mH,電容C=20μF,額定阻性負載R=50 Ω,開關頻率fS=1/Ts=10 kHz,直流電源電壓E=310 V,輸出電壓有效值uo=220 V,頻率f=50 Hz。
逆變器的主電路由直流穩(wěn)壓電源模塊、全橋開關管模塊、LCR模塊、電壓、電流測量模塊、信號輸入模塊等部分組成;電壓外環(huán)采用Simulink模塊庫中的PI離散控制模塊;電流內環(huán)采用S函數子模塊。仿真結果如圖3所示。

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    4 結 語
    通過分析對在不同負載和不同環(huán)境下逆變電路的輸出電壓和電流波形,可以肯定該控制方法的可行性和優(yōu)越性。


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