基于预估控制的数字大功率多特性电源研究.pdf

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1、第4J4卷第8期电力电子技术Vo1．44．No．82010年8月PowerElectronicsAugust，2010基于预估控制的数字大功率多特性电源研究向锷，杜贵平(1．广州1电器科学研究院，广东广州510300；2．华南理工大学，广东广州510641)摘要：详细分析了系统预测控制的电路原理，介绍了预估控制算法，将其与常规PID控制算法结合，应用于大功率多特性电源控制，并以TMS320LF2407A为控制核心研制了多特性电源样机，经过控制实验比较，预估控制与PID控制结合算法对存在控制滞后的数字化系统，具有较好的控制能力，样机运行良好，可稳定输出变频变幅等多种波形组合。关键词：脉冲电源；

2、预估控制；数字控制；多特性中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000—100x(2010)08—0097—03ResearchonPredictiveControlDigitalHighPowerSourcexIANGE，DUGui．ping2(1．GuangzhouElectricApparatusResearchInstitute，Guangzhou510300，China；2．SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510641，China)Abstruct：Thedesignprincipleofpredictivecontrol

3、isintroducedandthepredictivecontrolalgorithmdesignisalsointro—duced．AmulticharacteristicpowersourcewhichbasedonthecoreofTMS320LF2407AisdevelopedbygeneralPID—con—trolintegratedwithpredictivecontro1．Theexperimentalresuhsshowthattheintegrativecontrolalgorithmhasgoodcontrolcharacteristicsandprecedetheg

4、eneralPID—controlonthepowersourcesystem．Thepowersourceisstable，andthefre—quencyandamplitudeoftheoutputwavefoiraarevariableasdesire．Keywords：pulsepowersource；predictivecontrol；digitalcontrol；multicharacteristicFoundationProject：SupportedbyNationalKeyTechnologyR&DProgram(No．2008BAF34B09)l引言构如图1所示。功率电

5、路主要由三相整流及滤波电随着现代五金化工行业的高速发展，各种氧化路、全桥逆变、高频变压、高频整流、低频换向及滤成膜技术的应用及针对各种高精度装饰层处理工艺波输出电路六部分组成。工作时电网三相电源输入的不断提高．使得对相应工艺的各种电源要求也不经整流滤波电路整流为直流．经第1级PWM逆变断提高．例如微弧氧化工艺的双极性脉冲输出，电成高频交流电压，输入高频变压器变压，通过快速恢解、电镀的直流或脉冲输出，这些新工艺的出现要求复二极管变成高频直流窄脉冲电压，再经第2级电源也具备相应的变化输出。而传统的特种工艺电PWM换向滤波得设定的直流或交流方波输出。p1．～D3I源一般都是针对某种固定的生产工艺而

6、设计的，输】D2出都是相对固定的。所以新型的多特性电源便应运o_，o一，而生。目前国内也有一些多特性电源，但大多是采用VDs￡j双电源组合输出，成本较高，体积较大，亦或者是采D4～用晶闸管斩波控制，输出频率低，电源效率较低llj，也图1功率电路原理图有采用两级逆变输出的高频电源，不过电源后级都由图1可见，电源工作时，第2级PWM全桥即采用斩波硬开关的方式实现脉冲输出，降低了效率。低频换向电路在系统中的作用仅在于换向交流输针对现状，提出一种低成本、体积小的采用数字控制出，系统输出时可将其看成短路或者断路。同时也可的高频逆变的大功率多特性电源设计方案。电源采将高频变压器的变比折合为变比系数，可得

7、到系统用预估控制方法与PID控制结合计算，可以实现多的简化结构图如图2所示。种不同输出，控制精度高．波形输出良好。2功率电路原理及简化模型电源由功率电路及控制电路两部分组成，其结图2功率电路简化结构图将全桥整流电路和变压器变比及负载等都折合基金项目：国家科技支撑计划项目(2008BAF34BO9)为K，PWM变比系数为1，则系统传递函数表示为圆：定稿日期：2010—02—02Gp(s)=('On2)作者简介：