电力电子数控平台及其应用研究

论文摘要

随着数字控制技术的发展,电力电子系统中也越来越多的研究和使用数字控制,并部分取代模拟控制技术,由模拟控制向数字控制的转变是电力电子功率变换器的一大发展趋势。本课题从缩短电力电子数字控制开发周期的角度出发设计了适用于一系列电力电子系统的数字控制器,提出了电力电子数字控制系统的软件设计方法,并将数字控制系统应用在实际系统中。论文首先介绍了电力电子数字控制的发展及研究现状,并在此基础上提出了本文的研究内容。论文根据电力电子系统数字控制自身的特点,研究了适用于一系列电力电子数字控制系统的软硬件需求,并在此基础上设计了基于TMS320LF2407A的数控平台。论文随即设计了基于数字控制系统的三级DSP演示系统,在设计了演示系统主电路基础上,建立了主电路各部分小信号模型,给出了闭环回路的补偿方法及参数,并设计了演示系统的控制软件,最后给出了实验结果。论文最后设计了高性能HID灯镇流器的数字控制系统,在研究主功率电路的基础上,建立了主电路小信号模型,给出了各阶段数字控制闭环回路的补偿方法及参数,设计了基于数控平台的镇流器的软件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 电力电子数字控制的发展概况
• 1.2 电力电子数字控制器的应用现状
• 1.3 本文的主要工作
• 参考文献
• 第二章 电力电子数控平台研究
• 2.1 电力电子数字控制系统
• 2.1.1 电力电子系统的特点
• 2.1.2 电力电子系统对数字控制的要求
• 2.1.3 TMS320LF2407A介绍
• 2.2 数控平台的硬件设计
• 2.2.1 最小应用系统结构
• 2.2.2 扩展模块
• 2.2.3 信号调理模块
• 2.3 PCB布板及电磁兼容设计
• 2.3.1 数字控制电路的主要干扰源
• 2.3.2 数字控制系统电磁兼容设计的原则
• 参考文献
• 第三章 电力电子控制系统的软件设计
• 3.1 软件设计的思想
• 3.1.1 软件设计的原则和概念
• 3.1.2 电力电子控制软件设计的模块化思想
• 3.2 模块化编程的实现
• 3.2.1 初始化模块
• 3.2.2 ADC模块
• 3.2.3 PWM模块
• 3.2.4 PID控制模块
• 参考文献
• 第四章 数控平台在三级DSP演示系统中的应用
• 4.1 研究意义
• 4.2 三级DSP演示系统综述
• 4.2.1 主电路结构
• 4.2.2 控制系统概述
• 4.3 PFC电路及其数字控制研究
• 4.3.1 主电路工作原理
• 4.3.2 主电路参数选择
• 4.3.3 采样电路设计
• 4.3.4 驱动电路设计
• 4.3.5 数字补偿网络参数设计
• 4.3.6 控制软件设计
• 4.4 DC/DC电路及其数字控制
• 4.4.1 主电路设计
• 4.4.2 参数选择
• 4.4.3 数字控制系统设计
• 4.5 数字SPWM逆变器的设计
• 4.5.1 主电路原理
• 4.5.2 逆变器的控制方法
• 4.5.3 逆变器的建模
• 4.5.4 电流环控制参数设计
• 4.5.5 电压环控制参数设计
• 4.5.6 数字控制设计
• 4.6 实验结果
• 参考文献
• 第五章 数字控制系统在高性能HID灯电子镇流器中的应用
• 5.1 原理分析
• 5.1.1 HID灯特性分析
• 5.1.2 高性能HID灯用电子镇流器结构分析
• 5.2 数字控制电子镇流器的研究与设计
• 5.2.1 资源分配
• 5.2.2 启动过程数字控制设计
• 5.2.3 稳态数字控制设计
• 5.2.4 保护设计
• 5.3 控制程序设计
• 5.3.1 总体框架
• 5.3.2 PFC控制程序
• 5.3.3 Buck控制程序
• 5.3.4 保护模块
• 5.3.5 控制软件设计总结
• 5.4 小结
• 参考文献
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 附录1: 硕士期间录用或发表的论文
• 附录2: 实物照片
• 致谢