利用DSP進(jìn)行逆變電源管理的理論基礎(chǔ)

隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷進(jìn)步，電子產(chǎn)品對(duì)于電源的要求越來(lái)越高。以往的產(chǎn)品已經(jīng)無(wú)法滿足日益多樣化的要求，因此逆變電源開(kāi)始走入人們的視線。在本文中，小編將為大家介紹一種采用dsp重復(fù)控制來(lái)對(duì)逆變電源系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制的基本理論。

利用重復(fù)控制器來(lái)跟蹤周期性參考指令信號(hào)，減小輸出電壓諧波，同時(shí)電流環(huán)控制改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。并根據(jù)該控制方案，設(shè)計(jì)和調(diào)試了一臺(tái)基于DSPTMS320IF2407A控制的單相1kW逆變器，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均驗(yàn)證了該方案的良好性能。

重復(fù)控制的基本理論

重復(fù)控制是基于內(nèi)模原理的一種控制思想。它的內(nèi)模數(shù)學(xué)模型描述的是周期性的信號(hào)，因而使得閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠無(wú)靜差地跟蹤周期信號(hào)。單一頻率的正弦波是典型的周期信號(hào)，它的數(shù)學(xué)模型為：

那么只要在控制器前向通道串聯(lián)上與輸入同頻率的正弦信號(hào)，就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)靜差跟蹤。重復(fù)控制也多用數(shù)字控制方式。離散后的重復(fù)控制內(nèi)模為：

式中：N為一個(gè)周期的采樣次數(shù)。

圖1直接重復(fù)控制系統(tǒng)框圖

圖2嵌入式重復(fù)控制系統(tǒng)框圖

基于內(nèi)模原理的理想重復(fù)控制系統(tǒng)的前向通道上含有一個(gè)周期性延時(shí)環(huán)節(jié)，不可避免它會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)性能較差。到目前為止，要實(shí)現(xiàn)高性能的控制效果，最為有效的方法有如下兩種：一是直接重復(fù)控制，引入前饋，通過(guò)前饋提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示;二是嵌入式重復(fù)控制，它在重復(fù)控制器側(cè)加入PI調(diào)節(jié)器，通過(guò)PI調(diào)節(jié)來(lái)提高動(dòng)態(tài)性能，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

理想重復(fù)控制器Q(z)=l，當(dāng)擾動(dòng)的角頻率ωd是輸入信號(hào)角頻率ωr的整數(shù)倍，即ωd=nωr時(shí)，可以得到z-N=1，就是說(shuō)，理想的重復(fù)控制器可以消除任意次諧波，可以對(duì)小于采樣頻率的1/2下的任意次諧波進(jìn)行無(wú)差跟蹤。所以本文中提出的控制器通過(guò)重復(fù)內(nèi)模來(lái)抑制周期性干擾，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)特性，PI控制提供動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，該控制器兼顧了PI經(jīng)典控制設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)彌補(bǔ)了重復(fù)控制單周期延時(shí)的缺點(diǎn)。

本文針對(duì)實(shí)用dsp重復(fù)控制方法對(duì)逆變電源管理進(jìn)行控制的理論基礎(chǔ)進(jìn)行了介紹。幫助讀者理清思路，從而順利的理解這種新的逆變電源控制方法，在之后的文章當(dāng)中，小編將為大家?guī)?lái)相關(guān)的后續(xù)內(nèi)容，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注。