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应用于UPS单相逆变器的DSP控制方法外文文献翻译.docx


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应用于 UPS 单相逆变器的 DSP 控制方法摘要本文提出了一种新的适用于不间断电力UPS的具有重复积分作用的反馈控制器。它的目标是实现一个反馈的被控变量的动态响应(输出电压和逆变器电流)。由于重复作用, 控制器也可以减少通常是由于输入源和输出负载变化而产生的稳态误差和未知的周期性扰动所造成的误差。此外,它的设计非常简单, 只需要对输出滤波器参数有一个合理准确的知识。提出的方案有效的实施在 DSP 控制器(TMS320LF2407) 并且测试在 逆变器。关键词: 反馈控制,重复控制, DSP ,不间断电源 (UPS) 系统是用来在断电的情况下保护重要负荷。典型的 UPS 系统由蓄电池 DC-AC 逆变器和 LC滤波器组成。闭环调节脉冲宽度调制(PWM) 逆变器已经广泛应用于 UPS 系统。高性能的 UPS 系统的输出电压在短暂的或周期性的负载扰动下,总谐波失真( THD )度必须较低。测量系统瞬态响应时,当负载突然变化,系统性能表现主要考虑是否有线性和非线性的负载波形失真。许多离散时间控制器在文献中介绍过,便于我们控制单相逆变器。其中包括无差拍控制器和一个采样提前预览控制器,这导致它们能快速的响应负载干扰。不过,他们在周期性干扰下有较高的 THD 并且对参数的变化很敏感。为了消除稳态周期性误差,重复控制器已被使用。随着低价格高性能的 DSP 的使用,它有着在一个指令周期中能执行大多数指令,复杂的控制算法,较快的指令执行速度的特征,使得大多数逆变器是数字控制逆变器。本文介绍了一种基于 DSP 的全数字单相 PWM 逆变器的 UPS 实现。提出的数字控制 PWM 逆变器采用单片 DSP 实现反馈控制和重复积分。本文的章节安排如下:第二部分介绍了系统模型,并给出了它的状态方程。第三部分介绍了设计思想。第四部分描述了系统参数和基于 DSP 的系统呈现的实验结果。 ,逆变器,LC滤波器和电阻负载R视为系统组成。逆变器的工作周期变化范围是 0-100% ,逆变器的电压大小,u(t), 正比于与DC-LINK 电压 E和占空比。单极 PWM 电压调制类型被广泛使用是由于这种方法能有效地加倍电压逆变器的开关频率,从而使输出滤波器小,便宜,且容易实现。系统的连续时间模型使用状态变量 vC( 电容电压)和iL( 电感电流) 根据(1) 和图 1, 假设切换频率足够高, 忽视逆变器的动态, 描述的离散系统的状态空间方程(1) 可以写成: W0滤波器转角频率,单位 rad/s 。这是采样时间。 , 本文提出了一种新的全数字控制器,图2示,包括一个反馈控制器和重复控制器。馈控制器保证了系统良好的动态响应,同时重复控制器保证了良好的稳态响应。 反馈控制器反馈的控制算法是由 Gokhale 提出的控制技术,基于非周期的控制理论。闭环数字反馈系统测量输出和控制逆变器的开关来生成所需的 PWM 模式从而产生较低的正弦输出电压。数字控制算法用来设计控制脉宽, 输出电压在每一个采样时刻等于正弦参考电压。因此, 输出电压的相位和非常接近正弦参考电压。输出电压在一个采样间隔内由于负载扰动,根据(1) 和(3) ,可得纠正后的离散数据输出电压方程可以写成

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