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随着信息技术的发展,逆变电源越来越广泛地应用于银行、证券、军事、医疗、航空航天等领域,人们对逆变电源的性能提出了更新、更高的要求。传统的逆变电源多为模拟控制,随着高性能DSP控制器的出现,使逆变电源的数字化控制成为现实。逆变电源采用数字化控制可带来以下好处:减少元件数量,提高了系统的可靠性;控制灵活,系统升级方便,大大缩短了设计周期;一致性好,易于标准化,系统维护方便;另外,便于采用一些更加先进的控制方法。因此,数字化控制技术是逆变电源的一个必然的发展方向,对其进行深入研究具有非常重要的意义。
论文主要包括以下几部分工作:
1.分析了逆变电源的数字化控制现状,介绍了几种逆变电源数字化控制方法。与逆变电源的数字化控制相对应,各种各样的数字化控制策略成为研究的热点,如无差拍控制、重复控制、离散滑模控制、模糊控制、及人工神经网络控制等。在介绍上述数字控制方法的同时,还给出了每种控制方法的优缺点。
2.本文以单相全桥逆变电路和近年来兴起的基于DC/DC变换技术的Buck-Boost逆变器为研究对象,为了克服电路参数的时变性和不准确性带来的问题,文中采用了离散滑模变结构控制方案。同其他几种数字控制策略相比,离散滑模变结构控制的最大优势是对参数变动和外部扰动不敏感,系统的鲁棒性特别强。结合国内外的有关研究成果,文中针对两种不同的电路拓扑,给出了不同的滑模控制器设计方法,并简要的分析了两种方法各自的特点。
3.利用Matlab中的Simulink模块对系统进行了建模和仿真。依据理论推导和系统仿真,本文试制了Buck-Boost逆变器,包括硬件电路设计和基于DSP的控制系统设计。实验结果表明,基于DSP的离散滑模控制方案,大大简化了控制电路,控制灵活,调试方便,系统对参数变化和负载扰动表现出很强的鲁棒性。