網友總結:菜鳥必知的逆變電源可用控製算法
發布時間:2015-07-31 責任編輯:sherry
【導讀】逆(ni)變(bian)電(dian)源(yuan)在(zai)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)中(zhong)主(zhu)要(yao)負(fu)責(ze)對(dui)電(dian)流(liu)進(jin)行(xing)轉(zhuan)換(huan),將(jiang)高(gao)頻(pin)或(huo)者(zhe)低(di)頻(pin)的(de)電(dian)流(liu)轉(zhuan)換(huan)為(wei)設(she)計(ji)們(men)所(suo)需(xu)的(de)。可(ke)以(yi)說(shuo)逆(ni)變(bian)電(dian)源(yuan)在(zai)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)作(zuo)用(yong)是(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)。逆(ni)變(bian)電(dian)源(yuan)的(de)設(she)計(ji)中(zhong)控(kong)製(zhi)算(suan)法(fa)用(yong)來(lai)保(bao)證(zheng)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)的(de)穩(wen)定(ding),本(ben)篇(pian)文(wen)章(zhang)通(tong)過(guo)達(da)人(ren)的(de)經(jing)驗(yan),為(wei)大(da)家(jia)總(zong)結(jie)出(chu)了(le)逆(ni)變(bian)電(dian)源(yuan)的(de)控(kong)製(zhi)算(suan)法(fa)技(ji)巧(qiao)。
目前逆變電源的控製算法隻要有如下幾種:
數字PID控製
PID控(kong)製(zhi)是(shi)一(yi)種(zhong)具(ju)有(you)幾(ji)十(shi)年(nian)應(ying)用(yong)經(jing)驗(yan)的(de)控(kong)製(zhi)算(suan)法(fa),控(kong)製(zhi)算(suan)法(fa)簡(jian)單(dan),參(can)數(shu)易(yi)於(yu)整(zheng)定(ding),設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong)不(bu)過(guo)分(fen)依(yi)賴(lai)係(xi)統(tong)參(can)數(shu),魯(lu)棒(bang)性(xing)好(hao),可(ke)靠(kao)性(xing)高(gao),是(shi)目(mu)前(qian)應(ying)用(yong)最(zui)廣(guang)泛(fan)、最成熟的一種控製技術。它在模擬控製正弦波逆變電源係統中已經得到了廣泛的應用。將其數字化以後,它克服了模擬PID控製器的許多不足和缺點,可以方便調整PID參數,具有很大的靈活性和適應性。與其它控製方法相比,數字PID具有以下優點:
PID算法蘊涵了動態控製過程中過去、現在和將來的主要信息,控製過程快速、準確、平穩,具有良好的控製效果。
PID控製在設計過程中不過分依賴係統參數,係統參數的變化對控製效果影響很小,控製的適應性好,具有較強的魯棒性。
PID算法簡單明了,便於單片機或DSP實現。
采用數字PID控製算法的局限性有兩個方麵。一方麵是係統的采樣量化誤差降低了算法的控製精度;另一方麵,采樣和計算延時使得被控係統成為一個具有純時間滯後的係統,造成PID控製器穩定域減少,增加了設計難度。
狀態反饋控製
狀zhuang態tai反fan饋kui控kong製zhi可ke以yi任ren意yi配pei置zhi閉bi環huan控kong製zhi係xi統tong的de極ji點dian,實shi現xian了le逆ni變bian電dian源yuan控kong製zhi係xi統tong極ji點dian的de優you化hua配pei置zhi,有you利li於yu改gai善shan係xi統tong輸shu出chu的de動dong態tai品pin質zhi,具ju有you良liang好hao的de瞬shun態tai響xiang應ying和he較jiao低di的de諧xie波bo畸ji變bian率lv。但dan在zai建jian立li逆ni變bian器qi的de狀zhuang態tai模mo型xing時shi將jiang負fu載zai的de動dong態tai特te性xing考kao慮lv在zai內nei,因yin此ci狀zhuang態tai反fan饋kui控kong製zhi隻zhi能neng針zhen對dui空kong載zai和he已yi知zhi的de負fu載zai進jin行xing建jian模mo。由you於yu狀zhuang態tai反fan饋kui控kong製zhi對dui係xi統tong模mo型xing參can數shu的de依yi賴lai性xing很hen強qiang,使shi得de係xi統tong的de參can數shu在zai發fa生sheng變bian化hua時shi易yi導dao致zhi穩wen態tai誤wu差cha的de出chu現xian和he以yi及ji動dong態tai特te性xing的de改gai變bian。例li如ru對dui於yu非fei線xian性xing的de整zheng流liu負fu載zai,其qi控kong製zhi效xiao果guo就jiu不bu是shi很hen理li想xiang。
重複控製
重(zhong)複(fu)控(kong)製(zhi)是(shi)近(jin)幾(ji)年(nian)發(fa)展(zhan)起(qi)來(lai)的(de)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)逆(ni)變(bian)電(dian)源(yuan)控(kong)製(zhi)方(fang)案(an),它(ta)可(ke)以(yi)克(ke)服(fu)整(zheng)流(liu)型(xing)非(fei)線(xian)性(xing)負(fu)載(zai)引(yin)起(qi)的(de)輸(shu)出(chu)波(bo)形(xing)周(zhou)期(qi)性(xing)的(de)畸(ji)變(bian)。重(zhong)複(fu)控(kong)製(zhi)的(de)思(si)想(xiang)是(shi)假(jia)定(ding)前(qian)一(yi)周(zhou)期(qi)出(chu)現(xian)的(de)基(ji)波(bo)波(bo)形(xing)畸(ji)變(bian)將(jiang)在(zai)下(xia)一(yi)個(ge)周(zhou)期(qi)的(de)同(tong)一(yi)時(shi)間(jian)重(zhong)複(fu)出(chu)現(xian),控(kong)製(zhi)器(qi)根(gen)據(ju)給(gei)定(ding)信(xin)號(hao)和(he)反(fan)饋(kui)信(xin)號(hao)的(de)誤(wu)差(cha)來(lai)確(que)定(ding)所(suo)需(xu)的(de)校(xiao)正(zheng)信(xin)號(hao),然(ran)後(hou)在(zai)下(xia)一(yi)個(ge)基(ji)波(bo)周(zhou)期(qi)的(de)同(tong)一(yi)時(shi)間(jian)將(jiang)此(ci)信(xin)號(hao)疊(die)加(jia)到(dao)原(yuan)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)上(shang),以(yi)消(xiao)除(chu)後(hou)麵(mian)各(ge)個(ge)周(zhou)期(qi)將(jiang)出(chu)現(xian)的(de)重(zhong)複(fu)性(xing)畸(ji)變(bian)。該(gai)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)穩(wen)態(tai)輸(shu)出(chu)特(te)性(xing)和(he)非(fei)常(chang)好(hao)的(de)魯(lu)棒(bang)性(xing),但(dan)該(gai)方(fang)法(fa)在(zai)控(kong)製(zhi)上(shang)具(ju)有(you)一(yi)個(ge)周(zhou)期(qi)的(de)延(yan)遲(chi),因(yin)而(er)係(xi)統(tong)的(de)動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying)較(jiao)差(cha)。自(zi)適(shi)應(ying)重(zhong)複(fu)控(kong)製(zhi)方(fang)案(an),已(yi)經(jing)成(cheng)功(gong)地(di)應(ying)用(yong)於(yu)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)控(kong)製(zhi)中(zhong)。
滑模變結構控製
滑模變結構控製利用不連續的開關控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)來(lai)強(qiang)迫(po)係(xi)統(tong)的(de)狀(zhuang)態(tai)變(bian)量(liang)沿(yan)著(zhe)相(xiang)平(ping)麵(mian)中(zhong)某(mou)一(yi)滑(hua)動(dong)模(mo)態(tai)軌(gui)跡(ji)運(yun)動(dong)。該(gai)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)最(zui)大(da)的(de)優(you)點(dian)是(shi)對(dui)參(can)數(shu)變(bian)化(hua)和(he)外(wai)部(bu)幹(gan)擾(rao)的(de)不(bu)敏(min)感(gan)性(xing),即(ji)強(qiang)魯(lu)棒(bang)性(xing),加(jia)上(shang)其(qi)開(kai)關(guan)特(te)性(xing),特(te)別(bie)適(shi)用(yong)於(yu)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)的(de)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi)。但(dan)滑(hua)模(mo)變(bian)結(jie)構(gou)控(kong)製(zhi)存(cun)在(zai)係(xi)統(tong)穩(wen)態(tai)效(xiao)果(guo)不(bu)佳(jia)、理想滑模切換麵難於選取、kongzhixiaoguoshoucaiyanglvdeyingxiangdengruodian。rujin,nibiandianyuandehuamobianjiegoukongzhideyanjiufangxingweiai,tebiehuamobiankongzhiheqitazhinengkongzhicelvexiangjiehesuogouchengdefuhekongzhicelvedeyanjiubeishouguanzhu。
無差拍控製
無差拍控製是一種基於微機實現的PWM方案,它根據逆變電源係統的狀態方程和輸出反饋信號來計算逆變器的下一個采樣周期的脈衝寬度,80年代末引如到正弦波逆變電源控製係統中。對於線性係統來說,該控製方法具有很好的穩態特性和快速的動態響應。其缺點也十分明顯:taduixitongcanshudebianhuafanyinglingmin,jilubangxingjiaocha。yidanxitongcanshuchuxianjiaodabodonghuoxitongmoxingjianlibuzhunqueshi,xitongjiangchuxianhenqiangdezhendang。weici,zaiwuchapaikongzhizhizhongyinruzhinengkongzhishidangjindeyanjiuredianzhiyi。
智能控製
智能控製技術主要包括模糊控製、神經網絡和專家係統等,對於高性能的逆變電源係統,模糊控製器有著以下優點:
查zha找zhao模mo糊hu控kong製zhi表biao占zhan用yong處chu理li器qi的de時shi間jian很hen少shao,因yin而er可ke以yi采cai用yong較jiao高gao采cai樣yang率lv來lai補bu償chang模mo糊hu規gui則ze的de偏pian差cha。具ju有you較jiao強qiang的de魯lu棒bang性xing和he自zi適shi應ying性xing,模mo糊hu控kong製zhi器qi的de設she計ji不bu需xu要yao被bei控kong對dui象xiang的de精jing確que數shu學xue模mo型xing。
從cong理li論lun上shang來lai說shuo,非fei線xian性xing的de函han數shu是shi能neng夠gou被bei模mo糊hu控kong製zhi以yi任ren意yi精jing度du來lai接jie近jin的de。但dan實shi際ji上shang模mo糊hu控kong製zhi的de分fen檔dang與yu規gui則ze是shi在zai一yi定ding的de限xian製zhi之zhi下xia進jin行xing的de,所suo以yi隸li屬shu函han數shu上shang會hui有you一yi定ding的de人ren為wei因yin素su包bao含han其qi中zhong。這zhe就jiu意yi味wei著zhe模mo糊hu控kong製zhi的de精jing度du實shi際ji上shang還hai是shi進jin一yi步bu有you待dai提ti高gao的de。
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