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用于柴油发电机的数控交流电源研究

作　者: 金灵辉
导　师: 吕征宇；姚文熙；张德华
学　校: 浙江大学
专　业: 电气工程
关键词: 柴油发电机单相逆变双闭环控制补偿技术负载电流观测器重复与复合控制
分类号: TM464
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文针对柴油发电机作为一次电源,设计了一套单相逆变电源系统,将三相柴油发电机发出的三相交流电变换成单相工频交流电。对系统整体结构,系统硬件构成以及软件控制算法都做了较详细说明。重点分析比较了各种控制策略的优缺点。给出了输出电压瞬时值外环,电感电流内环的双闭环控制系统在全数字域下的设计方案,详细介绍了基于极点配置方法的双PI控制器参数设计步骤,并对控制器进行了离散化处理,使系统整体性能达到了较高水平。为完善双闭环控制系统性能,在此基础上进行了各种补偿技术的研究。具体包括直流母线电压前馈补偿,负载电流反馈补偿。另外,为达到成本节约目的,设计了负载电流观测器来估计实际负载电流,达到了准确、快速地估计实际值效果。为改善双闭环控制系统带整流性负载时输出波形质量较差的缺点,介绍了重复控制的基本理论和结构,仿真和实验结果均表示重复控制可以改善死区效应和非线性负载带来的波形畸变问题。但由于重复控制存在一个基波周期的控制延时,严重影响了系统的动态性能,因此在此基础上加入了双闭环控制,由此形成了复合控制策略。本文对复合控制系统结构和参数设计过程进行了说明,结果显示复合控制整合了双闭环和重复控制的优点,使逆变系统具有了较高的性能。最后设计了一台5kW的实验样机,采用了TI公司TMS 320F28335型DSP芯片作为主控制器。结果表明当采用复合控制策略时,系统具有较好的动稳态性能,较好地达到了设计任务指标。

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