基于DSP無差拍控制的逆變電源研究
基于DSP實(shí)現(xiàn)的數(shù)字雙閉環(huán)控制能有效提高電源系統(tǒng)的抗干擾能力，降低噪聲，提高效率和可靠性，進(jìn)一步有利于電源的智能化管理、遠(yuǎn)程維護(hù)和診斷。在逆變器的多種控制策略中，重復(fù)控制技術(shù)能有效消除非線性負(fù)載和干擾引起的波形畸變;滑模變結(jié)構(gòu)控制方法能使系統(tǒng)運(yùn)行于一種滑動模態(tài)，能保證系統(tǒng)的魯棒性;模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能控制不依賴控制對象的數(shù)學(xué)模型，適應(yīng)于非線性系統(tǒng);無差拍控制能夠瞬時控制電壓，對負(fù)載有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，有輸出總諧波畸變少，損耗少等優(yōu)點(diǎn); PID控制簡單，并具有好的可靠性;新型數(shù)字化PID控制更能取得滿意的控制效果。各種控制策略各有優(yōu)缺點(diǎn)，如果能把其中的兩種或幾種控制技術(shù)結(jié)合運(yùn)用，將取得更好的輸出特性?；诖怂枷胩岢鰯?shù)字PID控制和無差拍控制技術(shù)相結(jié)合的控制策略。理論和實(shí)踐證明，該方法具有廣泛的應(yīng)用前景。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
該系統(tǒng)選用的TMS320F2812芯片是TI公司的TMS320C28x系列中的一種，其指令執(zhí)行速度快，從而可以在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法，優(yōu)化系統(tǒng)的輸出特性。
基于該芯片的逆變電源系統(tǒng)框圖如圖1所示。整個系統(tǒng)由AC/DC，DC/DC，DC/AC，以及濾波電路和其他輔助電路構(gòu)成。其中，DC/AC逆變器部分是整個系統(tǒng)的重要組成，逆變器采用單相全橋逆變電路，適應(yīng)大功率場合。通過采樣電路采樣得到的輸出電壓和電流經(jīng)過DSP的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，作為數(shù)字控制器的反饋信號，經(jīng)與給定輸出信號比較后，再經(jīng)過控制算法調(diào)節(jié)器和脈寬調(diào)制器得到SPWM波控制IGBT功率管的通斷，從而改變輸出電壓的值，使其與給定輸入電壓相等。給定參考電壓由軟件方式實(shí)現(xiàn)，因此信號穩(wěn)定無溫漂、無干擾。這種控制方法在負(fù)載變化較快時仍然能保證輸出電壓不發(fā)生畸變。