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    (6)模糊控制和神经网络控制
    模糊控制和神经网络控制都是智能控制方式,模糊控制器有着以下优点:具有较强的鲁棒性和自适应性,模糊控制器的设计不需要被控对象的精确数学模型;查找模糊控制表占用处理器的时间很少,因而可以采用较高采样率来补偿模糊规则的偏差。但模糊变量的分档和模糊规则数都受到一定的限制,隶属函数的确定带有一定的人为因素,因此模糊控制的精度有待于进一步提高。神经网络控制是模仿人的大脑实现对系统的控制,它的最大优点是不仅适应于线性系统  ,而且对非线性系统也适用,而大多数的系统(包括逆变电源系统)或多或少都带有非线性因素。神经网络控制规律的获得不依赖于系统模型,而且学习实例包含了各种情况,因此系统的鲁棒性特别强,适用于各种负载的情况。但是由于学习情况比较复杂,目前该方法还处于实验室阶段。

    1.4 本文的主要定义与研究内容
    电力电子的数字化是今后电力电子技术发展的方向之一,许多新型的功率变换器都采用DSP控制。
    本文围绕逆变器进行多方面的研究,全面介绍了数字化逆变器的工作原理、控制策略、硬件系统参数设计、软件系统设计做了深入的分析。
    本文的研究内容:
    1. PID控制逆变器控制系统数字化实现。(逆变器数字控制技术)
    2. DSP实现SPWM调制。
    3. 基于DSP数字控制逆变器的硬件电路设计。
    4. 利用TMS320LF2407A构建一个1KVA的数字控制系统。
    2 逆变器的构成与SPWM控制技术
    主要介绍了正弦脉宽调制(SPWM)逆变器的主电路拓扑及控制方法。对SPWM控制逆变器的稳态原理、输出电压谐波含量与调制波进行了分析。而后,给出了DSP产生正弦脉宽调制波的原理。
    2.1 逆变器主电路结构
    中小容量逆变电路多采用半桥式逆变器结构,结构简单,控制方便。中大容量逆变器电源一般采用全桥式逆变器结构。小容量逆变电源因为输出容量小,电压和电流不大,因此开关器件多选用电力MOSFET。而大容量正弦波输出的逆变电源因其电压电流一般都比较大,因此多采用IGBT作为其开关器件。
    本文研究50HZ 1KVA的低频逆变器。
    选用全桥结构,带有输出隔离变压器的主电路形式,采用MOSFET作为开关器件。
    控制技术采用正弦脉宽调制(SPWM)。
     
    图2.1 单相全桥逆变器主电路
    2.2 正弦脉宽调制逆变技术
    SPWM原理:以频率与期望的输出电压波相同的正弦波作为调制波,以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波,当调制波与载波相交时,由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻,从而获得幅值相等、宽度按正弦波规律变化的脉冲序列。
    SPWM逆变器按输出电压可分为单极性SPWM逆变器和双极性SPWM逆变器;按相数又可分为单相SWPM逆变器和三相SPWM逆变器;按同步方式又可分为同步式SPWM逆变器和非同步式SPWM逆变器。SPWM技术的应用与多重叠加法相比,电路结构简单,只需一个功率控制机,可调频、调压,功率滤波器由于工作频率的提高而体积显著减少,波形质量改善显著。
    新型组合式逆变器:近年来,国内外越来越多专家对此进行了研究和应用,如Buck型逆变器,Boost型组合逆变器,Buck-Boost等组合逆变器。这类新型组合式逆变器由两组DC-DC变换组成,工作于独立的对称方式。
    2.2.1 双极性正弦脉宽调制
    调制波和载波:调制波仍为正弦波,其周期决定于kf,振幅决定于ku,载波为双极性的等腰三角波,其周期决定于载波频率,振幅不变,与ku=1时正弦波的振幅值相等。
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