基于模糊pid控制的dpfc设计与研究

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1、摘要本文首先介绍了电力系统谐波产生的原因、特点和危害，以及功率因数与谐波的关系，并对功率因数校正的方法进行了研究，重点探讨了基于平均电流模式控制的功率因数校正的方法。针对传统PID控制的电压外环当负载较大幅度扰动时不能及时稳定输出电压的的问题，本文提出了模糊．PID控制和'PI控制相结合的算法。该方法采用PI控制电流内环，进行电感电流的校正，和模糊控制电压外环，改善输出电压的阶跃响应特性。并利用MATLAB／Simulink@simPowerSystcms模块和Fuzzy模块为主电路和模糊控制器建

2、模，并仿真。在仿真实验验证了该模糊控制算法有效性的基础上，进行了PFC系统的整体设计与实现。该设计以FPGA(FieldProgrammableGateArray)为运算核心，并协调各个功能模块的工作，完成电压、电流数据采集，PI控制器，模糊控制器和PWM输出等。在对硬件描述语言以及FPGA设计流程深入理解的基础上，设计采用Verilog语言实现各模块算法，并和所设计的主电路一起进行实验。结果表明该算法能很好的进行功率因数校正功能，并得到理想的输出电压。关键词：功率因数，平均电流模式，模糊．PID

3、控制，FPGAAbstractABSTRACTThispaperfirstintroducesthereason,characteristicsandharmsofelectricsystemharmonicsandtherelationshipbetweenpowerfactorandharmonics．Thenthemethodsofpowerfactorcorrectionareresearchedinthispaper．ThemethodofPFCbasedonAverageCurrent

4、—Modecontrolisemphasized．ToimprovetheproblemofbigdisturbanceofoutputvoltagecontrolledbyPID-adjustorundervariationalload,thispaperproposesaapproachwhichcombinestheFuzzy-PIDcontrolandPIcontr01．TheproposedapproachusesPIadjustortocontrolcurrentloop，whichc

5、orrectstheinductancecurrentandfuzzycontrollertocontrolvoltageloop，whichimprovethestepresponseofoutputvoltage．ThenmodelthepowercircuitandfuzzycontrollerbysimPowerSystemsModuleandFuzzyModuleofMATLAB／Simulink．Basedonsimulationexperimentstoverifytheeffect

6、ivenessoftheproposeddetectionmethod，aPFCsystemisthendesignedandcarriedout．ThesystemisbasedonFPGA(FieldProgrammableGateArray)whichalsocontrolsothermodules’operationasitscomputingcoreandcompletesthefunctionsofvoltageandcurrentsampling,PIcontroller,fuzzy

7、controller,andPWMgeneration．OnthebasisofadeepunderstandingofhardwaredescriptionlanguageandFPGAdesignflow,thedesignisactualizedwithVerilogHDL，andexperimentswithpowercircurit．KeyWords：powerfactor,AverageCurrent·Mode，Fuzzy-PIDcontrol，FPGA同济大学学位论文原创性声明本人郑

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