基于模糊控制的智能发电机中交交变频电源模块的研制

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要随着国民经济的快速发展，工农业用电需求急剧增加。作为移动电源和备用电源的发电机，市场需求也随之日益增大。就汽油发电机而言，其中的电源模块目前市场上大部分采用交一直一交的变频模式。该变频模式具有控制方便，功率因数高等优点，但硬件成本较高是其主要缺点。特别是在大功率场合显锝尤为突出。●本课题所研究设计的是一种可大批量生产和便于携带的汽油发电机中的电源模块。该模块采用交一交交频模式，输出为单相220V／50tiz恒定电压。本文首先详细介绍了单相交一交变频的工作原理以及交一交变频的几种实现方式。在比较

2、了它们各自的优缺点和适用性后，确定采用余弦交点法的逻辑无环流方式来实现交一交变频。其次由于输入的原始波电压、频率是时时变化的，在计算晶闸管触发角时，根据余弦交点法的计算公式，采用了事先计算好各值的正弦值和反余弦值存入存储器中。系统运行时，按照数据进行查表取值，这样便于减轻程序运算量以实现复杂的控制运算。然后针对输出电压恒定的要求，结合本系统的实际情况，对控制汽油机节气门开度的步进电机采用了模糊控制的策略。通过对系统数据的测量、矫正分析，建立了模糊控制规则，制定了模糊控制表，实现了在要求精度内的电压调节的快速性和稳定性。同

3、时对输出电压比的控制采用了比例积分(PI)调节，消除了累积误差，有效地提高了系统稳态性能。鉴于输出频率的特点，对输出频率的控制采用了开环控制，分析了产生误差的几点原因，并采取了相应减小误差的措施。最后，选用ATmegal6作为整个交一交变频系统的微处理器。对系统硬件的各个组成部分和程序结构流程进行了分析说明，并将电源模块与发电机联机进行了整体调试、测试、评估。关键词：交一交变频，余弦交点法，模糊控制，PI控制武汉理工大学硕士学位论文ABSTRACTWiththerapiddevelopmentoftheChineseec

4、onomy'electticpowerconsumptionalsorisessharply．Asportableortheemergencypowergenerator，itbringsconveniencesforthegenerallivesofthepeople，itsmarketdemandalSOincreasesdaybyday．MostofthegasolinegeneratorsareAC．-DC．．ACinvertersinmRrketnow．AC-DC-ACinverterhasadvantages

5、ofeasytocontrolandhi曲powerfactor’butexorbitanthardwareisitsprimarydisadvantage，especiallyforhighpowerdevices．T1ledevicewediscussanddesigninthepaperisageneratorpowermodulethatisformassproductionandeasytocarry．Cycloconverterisadoptedinthemodule．whichoutputissinglep

6、hase220V／50Hzinvariablevoltages．Firstofall，theworkingprincipleofsinglephasecycloconverterhasbeen。introduced，andsomewaysofhowtoachieveAC-AC疔equencyconversionalsohavebeenintroduced．Comparedwiththeseways’strongpointandshortcoming,themoduleoflogiCno—circulationflOWba

7、sedonthetheoryofcosinecrossingpointwasadoptedtoimplementeycloconverter．Secondlyasthefrequencyandvoltageoffundamentalwaveisalwayschanging，thesinevalueandarccosinevalueinthecomputingthetriggerallglewerecalculatedandputintothememorybeforehand．Thevaluewastakenoutfrom

8、thedatasheetwhenthesystemisoperating,whichavoidcomputingonlineandhelptoimplementcomplexcontrolalgorithm．ThenfuzzycontrolWasadoptcdtocontrolthestepmotorthatcont