DSP技术在能量反馈逆变装置控制系统中的应用与研究

作     者：陈珺 

作者单位：中国地质大学 

学位级别：硕士

导师姓名：叶敦范

授予年度：2004年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：能量反馈 数字信号处理器 正弦脉冲宽度调制 锁相 

摘      要：目前,产品的数字化已成为全球电子技术发展的趋势。采用数字化控制用软件取代了模拟和数字器件,提高了产品的集成度,增强了系统的可靠性和智能性。采用数字化控制输出弱电信号对高压强电装置进行控制,节省了硬件资源,提高了装置的安全性和稳定性。因此数字化控制已成为电力系统控制的发展趋势之一。 本文介绍了一种采用美国TI公司最新推出的TMS320LF2407A芯片进行能量反馈逆变装置数字化控制的方法。能量反馈逆变装置研究的是如何高效的对电能进行利用的问题。该装置是以高频电能变换理论为基础,运用能量反馈的方法将各种待测试或进入试运行阶段的独立交、直流供电设备所输出的能量循环使用。它既完成了特定负载的功能,同时又把无谓消耗在电阻型功率负载中的能量,通过一系列变换,以标准工频正弦波的形式返回至输入端,负载能量的循环使用率可达80%以上,从而大大节约了能源的无谓消耗和电费的支出,在现代电力电子技术的应用方面,开辟了一个新的高效节能应用领域,具有广阔的实用前景。 高速数字信号处理芯片的出现,使得数字化的控制在更广阔的电气控制领域中的应用有了可能性,也成为主要发展趋势之一。DSP与一般微处理器的区别主要在于指令处理速度极快、指令功能精简强大,并且其中非常适合于控制领域的DSP芯片有着丰富的外围模块,可以大大提高装置的集成度。有了高速数字信号处理芯片的支持,采用数字化的控制策略不仅可以较好的解决模拟控制里的有关问题,而且还增加了模拟控制中很难实现的一些控制功能,主要优点如下:一是数字化控制可采用先进的控制方法和智能控制策略,使得能量反馈装置的智能化程度更高,性能更加完美。二是控制灵活,装置升级方便,甚至可以在线修改控制算法,而不必对硬件电路做改动。数字控制系统的控制方案体现在控制程序上,一旦相关硬件资源得到合理的配置,只需要通过修改控制软件,就可以提高原有装置的控制性能,或者根据不同的控制对象实时、在线更换不同控制策略的控制软件。三是控制系统可靠性提高,易于标准化。由于数字控制的高可靠性,必然使得整个控制系统可靠性的提高,而且可以针对不同的系统,采用统一的控制板,而只需要对控制软件做一些修改即可。四是装置维护方便,装置一旦出现故障,可以很方便地通过RS232