三相逆变器DSP控制技术的研究资料.doc

硕 士 学 位 论 文 论文题目 　三相逆变器DSP控制技术的研究 作者姓名 杨　成　林　 指导教师 徐德鸿　教授 学科(专业)　 电力电子与电力传动 所在学院 　　电气工程学院 提交日期 　　2004年3月 浙江大学硕士学位论文 三相逆变器DSP控制技术的研究 学位申请人：　杨　成　林 导师： 　徐德鸿　教授 浙江大学电气工程学院电力电子与电力传动研究所 2004年3月 Thesis Submitted to Zhejiang University for M.s. Degree Study on DSP Control for Three Phase Inverter Yang Chenglin Supervisor: Prof. Xu Dehong Institute of Power Electronics College of Electronical Engineering Zhejiang University, Hangzhou, P.R. China March, 2004 目录 目录 i 摘要 I Abstract II 第一章 绪论 1 1.1　背景 1 1.2　不间断供电系统（UPS）概述 1 1.2.1　后备式UPS 2 1.2.2　在线式UPS 2 1.2.3　在线互动式UPS 3 1.3　逆变器控制策略 4 1.4　逆变器数字控制技术 7 1.4.1　数字控制的特点 8 1.4.2　数字信号处理器（DSP）的结构及内部资源（TMS320LF2000） 9 1.5　本文选题意义与研究内容 11 第二章 三相逆变器系统设计 12 2.1　三相逆变器系统结构 12 2.1.1　逆变器主电路 13 2.1.2　逆变器同步及与电网切换逻辑 14 2.2　三相逆变系统的数字化 17 2.2.1　DSP中SPWM的实现 18 2.2.2　数字锁相的实现 20 2.2.3 DSP与上位机MCU的通讯 24 2.3　本章小结 25 第三章 控制器设计 26 3.1　被控对象模型 26 3.2　逆变输出滤波器设计 28 3.3　控制参数设计 33 3.3.1　瞬时值内环参数设计 33 3.3.2　平均值外环设计 36 3.4　模拟控制器的离散化 39 3.5　本章小结 44 第四章 软硬件实现及实验结果 45 4.1　电路的硬件实现 45 4.1.1　控制及驱动电路 45 4.1.2　死区电路对输出波形的影响分析 46 4.1.3　数字采样调理电路 49 4.1.4　保护电路 50 4.2　功能实现的程序流程图 51 4.3　实验结果 59 4.4　本章小结 62 第五章 总结 63 参考文献 64 致谢 69 摘要 随着近年来对高质量，高可靠性电源系统的需求发展，不间断电源系统（UPS　Uninterruptible Power System）正越来越广泛地被选用，以保护一些对供电敏感的负载如电脑系统、通讯系统、医疗系统等。而逆变器是整个不间断电源系统的核心，必须具有输出高质量电压波形的能力。高性能数字信号处理器（DSP）的飞速发展，也使逆变器的数字控制成为今后的发展潮流。 本文主要介绍了基于DSP控制三相逆变器系统的总体设计方案，其中包括SPWM控制的数字实现、逆变器输出电压的数字锁相、逆变器与旁路间的切换逻辑及逆变器与上位机的通讯。然后在分析逆变器模型的基础上，设计了逆变器的输出LC滤波器参数。在逆变器控制策略上采用电压瞬时值内环和平均值外环的双环控制方法,并用TMS320LF2407实现数字控制。电压瞬时值内环保证输出电压波形的正弦度，平均值外环实现对输出电压幅值的控制。电压内外环匀采用PI控制器，文中给出了PI控制器控制参数比较详细的设计过程。接着介绍了该三相逆变器系统的硬件实现电路及DSP控制软件的流程图。另外还分析了逆变桥上下管驱动信号上的死区对输出电压波形的影响。最后给出了实验波形。 关键词：　不间断电源系统　逆变器　数字控制　DSP　瞬时值控制 Abstract Nowadays, with the requirement of high quality and reliable power system, UPS’s ( Uninterruptible power supplies) are widely selected for the protection of sensitive loads such as PC, communication systems and medical equipments.