基于DSP的SPWM逆变电源系统设计及控制方法研究

摘要

随着科学技术的迅速发展以及生产水平的提高，逆变电源技术越来越被广泛地应用在工业、航空、冶金等领域。逆变电源不但要求输出波形稳定性好，而且还需要响应速度快。传统的基于模拟技术的逆变电源不能够满足用户对高品质性能的需求，近些年伴随着数字电子技术和现代电力电子技术的快速发展，高性能的数字控制器得到广泛应用，实现了逆变电源的全数字控制，同时先进的控制算法能够应用于逆变电源的控制。
　　本文针对逆变电源的控制方法及系统研制开展工作，采用数字信号处理器TMS320F2812为主控制器，对1KW逆变电源进行研究与设计，主要内容如下：
　　首先，针对逆变电源系统详细分析了基于状态方程的无差拍控制方法和基于内模原理的重复控制方法，并进行了仿真实验验证。结合两种方法的优点给出了逆变电源系统复合控制器的设计方法，仿真实验结果表明复合控制方法具有良好的动静态性能。
　　再次，针对逆变电源的工作原理及拓扑结构进行深入研究，分析了 SPWM逆变技术的控制方式及输出特性，完成了主电路、驱动电路、故障检测电路、报警电路、通讯电路等单元的设计。基于模块化设计原理及方法，完成了逆变电源系统软件系统的设计。
　　最后，完成了逆变电源软硬件系统的联合调试工作，并针对所研制的1KW单相逆变电源系统进行了相关实验研究，分析了逆变电源系统在不同负载下的输出电压波形，实验结果表明研制的数字化逆变电源可以达到预期的性能指标。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 逆变电源系统发展概述

1.3 逆变电源控制策略综述

1.4 本文主要研究内容和章节安排

第2章 逆变电源控制系统控制方法研究

2.1 重复控制方法基本思想

2.2 重复控制方法概述及控制器设计

2.3 重复控制器系统性能分析

2.4 阻性负载无差拍控制方法

2.5 本章小结

第3章 逆变电源控制系统复合控制器设计及仿真实验研究

3.1 复合控制系统工作原理概述

3.2 逆变电源控制系统重复控制仿真实验研究

3.3 阻性负载系统无差拍控制仿真实验研究

3.4 逆变电源控制系统复合控制器设计及仿真实验研究

3.5 本章小结

第4章 DSP逆变电源控制系统硬件及软件设计

4.1 逆变电源系统总体方案设计

4.2 逆变电源SPWM控制算法研究

4.3 DSP主控制器的选择

4.4 主电路及驱动电路设计

4.5 故障信号检测电路设计

4.6 报警单元及通信单元设计

4.7 逆变电源软件系统设计

4.8 本章小结

第5章 基于DSP控制器的SPWM逆变电源控制系统实验研究

5.1 SPWM逆变电源控制系统研制

5.2 SPWM逆变电源控制系统实验研究及结果分析

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间研究成果