基于DSP的变频电源数字化控制技术的研究

作     者：李作军 

作者单位：武汉理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：龚跃玲

授予年度：2008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：变频电源 逆变器 TMS320LF2407 模糊-PID 

摘      要：随着高性能DSP控制器的出现,变频电源的全数字化控制成为现实。数字控制系统具有集成度高、抗干扰能力强、控制灵活、可实现先进的控制算法和便于实时控制等优点。采用DSP作为DC—AC逆变控制的核心,可以用软件很容易地实现灵活、准确的在线控制与故障检测。 本文研究了基于TI公司的TMS320LF2407芯片的单相SPWM变频电源的数字控制技术。阐述了变频电源系统的工作原理,分析了逆变系统中最常用的正弦脉宽调制方式及其产生方法。文章首先对逆变器模型和SPWM调制技术做了详细的介绍,分析研究了SPWM波形的产生机理。在此基础上对变频电源的输出波形控制策略进行系统的分析研究,通过研究数字PID控制策略提出了双闭环模糊-PID控制策略,并对这两种控制策略进行了分析比较。 然后,根据变频电源的技术要求,提出了硬件电路中各部分的设计方案,完成了系统的软硬件设计,硬件系统包括全桥主电路设计、以DSP为核心的逆变控制系统、驱动保护、采样调理等,给出了各单元的电路设计。控制系统的软件重点阐述逆变器数字控制系统主要环节设计,给出了软件的总体结构、SPWM波形的实现,生成数字正弦基准,实现逆变器逻辑控制功能,即对逆变器的保护、检测进行控制等。 最后利用MATLAB和SIMULINK仿真软件建立了逆变器的仿真模型,用以验证控制方案的可行性和有效性。其研究和分析的结果为逆变器的数字化控制的研究、完善和应用建立了基础。