利用DSP进行逆变电源管理的理论基础

 随着现代技术的不断进步，电子产品对于电源的要求越来越高。以往的产品已经无法满足日益多样化的要求，因此逆变电源开始走入人们的视线。在本文中，小编将为大家介绍一种采用dsp重复控制来对逆变电源系统来进行控制的基本理论。

利用重复控制器来跟踪周期性参考指令信号，减小输出电压谐波，同时电流环控制改善系统的动态性能。并根据该控制方案，设计和调试了一台基于DSPTMS320I"F2407A控制的单相1kW逆变器，仿真和实验结果均验证了该方案的良好性能。

重复控制的基本理论

重复控制是基于内模原理的一种控制思想。它的内模数学模型描述的是周期性的信号，因而使得闭环控制系统能够无静差地跟踪周期信号。单一频率的正弦波是典型的周期信号，它的数学模型为：

 

 

那么只要在控制器前向通道串联上与输入同频率的正弦信号，就可以实现系统的无静差跟踪。重复控制也多用数字控制方式。离散后的重复控制内模为：

 

 

式中：N为一个周期的采样次数。

 

 

图1直接重复控制系统框图

 

 

图2嵌入式重复控制系统框图

基于内模原理的理想重复控制系统的前向通道上含有一个周期性延时环节，不可避免它会导致动态性能较差。到目前为止，要实现高性能的控制效果，最为有效的方法有如下两种：一是直接重复控制，引入前馈，通过前馈提高动态响应，其系统结构如图1所示;二是嵌入式重复控制，它在重复控制器侧加入PI调节器，通过PI调节来提高动态性能，其系统结构如图2所示。

理想重复控制器Q(z)=l，当扰动的角频率ωd是输入信号角频率ωr的整数倍，即ωd=nωr时，可以得到z-N=1，就是说，理想的重复控制器可以消除任意次谐波，可以对小于采样频率的1/2下的任意次谐波进行无差跟踪。所以本文中提出的控制器通过重复内模来抑制周期性干扰，实现稳态特性，PI控制提供动态补偿，该控制器兼顾了PI经典控制设计简单，实现方便的优点，同时弥补了重复控制单周期延时的缺点。

本文针对实用dsp重复控制方法对逆变电源管理进行控制的理论基础进行了介绍。帮助读者理清思路，从而顺利的理解这种新的逆变电源控制方法，在之后的文章当中，小编将为大家带来相关的后续内容，请持续关注。