發(fā)布時(shí)間：2017-08-23 23:45

  本文關(guān)鍵詞：基于DSP的模糊PID控制逆變器的研究

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【摘要】：傳統(tǒng)逆變器由于其電路復(fù)雜、性能低等固有缺點(diǎn),已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需求,高性能微處理器特別是DSP的出現(xiàn)使逆變器的數(shù)字化控制成為可能。數(shù)字化控制技術(shù)的發(fā)展也對逆變器提出了更高的要求,高性能的逆變器既要結(jié)構(gòu)簡單、綠色環(huán)保,同時(shí)也要具有良好的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。目前逆變器主要采用傳統(tǒng)PID控制技術(shù),經(jīng)常受到非線性因素的影響,PID參數(shù)設(shè)置比較困難,依靠專家經(jīng)驗(yàn)比較耗時(shí),且輸出精度不高。本文將模糊控制策略和PID控制相結(jié)合,將模糊PID控制策略應(yīng)用到逆變器控制中,既保留了傳統(tǒng)PID精度高的特點(diǎn),也突出了模糊控制自適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢。并通過Simulink仿真驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性。本文首先闡述了逆變器數(shù)字化控制的特點(diǎn),分析了SPWM的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法。然后分析了逆變器的模糊PID控制技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)方式,設(shè)計(jì)模糊PID控制器,使用Simulink建立仿真模型,并與傳統(tǒng)PID控制特點(diǎn)做了比較。在此基礎(chǔ)上,以DSP-TMS320F2812為控制核心,設(shè)計(jì)了控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和采樣電路,并對電路原理進(jìn)行了分析,詳細(xì)分析了SPWM的軟件生成方法,給出了相關(guān)的程序流程圖。最后,搭建軟硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并進(jìn)行調(diào)試,采集實(shí)驗(yàn)波形,結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠?qū)⒅绷麟妷恨D(zhuǎn)換成三相交流電壓,輸出參數(shù)符合設(shè)計(jì)的要求,進(jìn)一步驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：逆變器 SPWM 模糊PID DSP
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP273.4;TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 緒論13-19
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢14-18
• 1.2.1 逆變器發(fā)展概述14-15
• 1.2.2 逆變器控制技術(shù)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.3 模糊控制技術(shù)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 本論文的主要工作18-19
• 2 逆變器控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)及控制策略19-31
• 2.1 逆變器控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)19-20
• 2.2 三相主電路結(jié)構(gòu)與工作原理20
• 2.3 逆變器的數(shù)學(xué)模型與計(jì)算分析20-22
• 2.4 SPWM控制技術(shù)分析22-25
• 2.4.1 SPWM控制的基本原理22-23
• 2.4.2 SPWM逆變電路的調(diào)制方式23-24
• 2.4.3 SPWM驅(qū)動(dòng)脈沖的實(shí)現(xiàn)方法24-25
• 2.5 數(shù)字SPWM原理及其DSP實(shí)現(xiàn)25-29
• 2.5.1 數(shù)字PWM原理25-28
• 2.5.2 數(shù)字SPWM DSP實(shí)現(xiàn)28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-31
• 3 模糊PID控制器設(shè)計(jì)31-41
• 3.1 模糊控制算法的理論基礎(chǔ)31-32
• 3.2 模糊PID控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-33
• 3.3 參數(shù)整定原則33
• 3.4 控制算法設(shè)計(jì)33-35
• 3.5 逆變器控制系統(tǒng)仿真35-39
• 3.5.1 模糊PID控制器仿真模型35-36
• 3.5.2 模糊PID控制逆變器仿真模型36-37
• 3.5.3 仿真結(jié)果分析37-39
• 3.6 本章小結(jié)39-41
• 4 逆變器控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)41-53
• 4.1 控制芯片介紹41-43
• 4.2 控制電路設(shè)計(jì)43-52
• 4.2.1 DSP最小系統(tǒng)43-46
• 4.2.2 驅(qū)動(dòng)電路46-47
• 4.2.3 信號采樣電路47-49
• 4.2.4 信號調(diào)理電路49-50
• 4.2.5 AD轉(zhuǎn)換電路50
• 4.2.6 PWM輸出電路50-51
• 4.2.7 繼電器和風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路51
• 4.2.8 故障輸入和保護(hù)輸出電路51-52
• 4.3 本章小結(jié)52-53
• 5 逆變器控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)53-63
• 5.1 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)53-54
• 5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖54-56
• 5.2.1 系統(tǒng)主函數(shù)54-55
• 5.2.2 定時(shí)器中斷服務(wù)模塊55-56
• 5.3 SPWM信號的產(chǎn)生56-60
• 5.3.1 事件管理器模塊56-57
• 5.3.2 三角載波的生成57
• 5.3.3 基準(zhǔn)正弦信號的生成57-58
• 5.3.4 PWM信號生成58-59
• 5.3.5 生成驅(qū)動(dòng)SPWM的程序流程圖59-60
• 5.4 A/D采樣部分60
• 5.5 模糊PID控制流程圖60-61
• 5.6 本章小結(jié)61-63
• 6 實(shí)驗(yàn)與分析63-69
• 6.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)63
• 6.2 波形采樣分析63-65
• 6.3 調(diào)試試驗(yàn)結(jié)果65-68
• 6.4 本章小結(jié)68-69
• 7 結(jié)論與展望69-71
• 7.1 結(jié)論69
• 7.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-77
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：728002