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《北方工业大学》 2010年
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4KW Buck变换器的数字控制

张峥  
【摘要】: 随着经济的发展,ME(Metal Halide)灯以其光效高,寿命长,发光体积小,性能好,已成为近代照明的主流产品之一。然而,MH灯是一种具有非线性时变负阻特性的负载,它的控制及其复杂,这给研究带来很大的困难。工程中往往用三级开关电源拓扑结构实现,其中主要的控制依靠Buck变换器(DC/DC)来实现,但是对于其控制的研究却寥寥无几。另一方面,近年来数字信号处理技术的飞速发展促使电力电子学不断发展。单片机,ARM,DSP,FPGA开始应用于电机的驱动,电源的控制领域。这样不仅可以实现功率电源模块化、集成化,而且提高系统可靠性和保密性。 基于这两方面的原因,本论文研究MH灯用Buck变换器的数字控制。本文的思路是以模拟控制分析为主线,建立模拟控制小信号模型。采用从模拟到数字的控制方法,对DSP的算法及其参数进行设计,并给出数字控制的小信号模型。用Pspice软件对闭环系统进行频域的仿真验证,通过DSP编程实现系统的稳定运行,进行了实验验证。 本论文主要完成以下几个方面的工作: (1)参考大量国内外学术资料归纳和总结了MH灯的特性及其控制规律,给出MH灯用电子镇流器的拓扑结构化简模型和MH灯的电气模型。 (2)建立主电路频谱关系,用数字信号处理的方法分析主电路的关键点波形,分析输出的噪声对于DSP系统的影响,以及滤出噪声的方法。 (3)分析工业领域MH灯的控制方法,建立等效的小信号模型,推导出闭环的传递函数,分析稳定性。采用从模拟到数字的控制分析方法,为DSP控制系统控制系统建模,分析PI算法参数的选取,并且提出一种分析数字控制系统稳定性的方法。 (4)在DSP编程中,量化误差不能忽略。利用数字信号处理的理论重新分析PI控制器,计算出双环系统下的输入的量化误差对于输出占空比的影响。
【学位授予单位】:北方工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM46

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 罗琼;功率因数校正的数字控制策略研究[D];北方工业大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 周宏潮,王正明;量化误差分析与信号重建[J];弹道学报;2005年03期
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李红涛;大功率HID灯镇流装置试验平台的研究与设计[D];北方工业大学;2007年
2 陈飞;用于控制200W模块电源功率因数校正电路的数字控制[D];北方工业大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 牛余朋;成曙;蔡艳平;王新军;;基于ADuC824的装备器材库温湿度监控系统[J];兵工自动化;2005年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 王定乾;;基于Delphi和汇编语言开发配料控制软件研究[A];2010航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
7 苏涛;姚凯学;龙意忠;;基于Fuzzy-PI双模控制的控制系统[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
8 肖永军;卢金军;曾庆栋;;PSpice性能分析中特征值函数编制及应用[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
9 张卫平;关晓菡;张东彦;;电力电子技术教学内容改革探讨[A];第四届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(上册)[C];2007年
10 关晓菡;赵徐森;张卫平;刘元超;;电力电子技术实验教学改革探讨[A];第四届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(下册)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李思臻;高频开关电源的高效集成单周期控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
2 李奇南;钢板磁悬浮系统控制[D];浙江大学;2010年
3 魏晋宏;预测控制在工业生产过程中的应用研究[D];太原理工大学;2011年
4 王小方;260kVA无源软开关辅助变流器研究[D];中南大学;2011年
5 李娅妮;单周期临界导通PFC转换器控制模式及关键技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
6 张军伟;异步电动机高频斩波串级调速系统模型及特性的研究[D];华北电力大学;2011年
7 李艳;多输入直流变换器电路拓扑及控制策略研究[D];南京航空航天大学;2009年
8 陈武;多变换器模块串并联组合系统研究[D];南京航空航天大学;2009年
9 王发强;分段光滑电路中的多尺度分岔与混沌行为及其控制方法研究[D];西安交通大学;2009年
10 许宝忠;成形脉冲YAG激光技术及应用研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐旭;基于ARM的电阻点焊控制器[D];南昌航空大学;2010年
2 苗晋玲;基于ARM的三自由度直升机嵌入式控制系统设计[D];南昌航空大学;2010年
3 马爱清;真空差压铸造系统加压模型建立与控制算法设计[D];南昌航空大学;2010年
4 岳殿霞;多电平Buck直流变换器技术的研究[D];长春理工大学;2010年
5 魏光宇;二维转台控制系统[D];长春理工大学;2010年
6 房传礼;基于RS485总线的污水处理自动监控系统的研究[D];郑州大学;2010年
7 张本庚;移相全桥软开关变换器的研究和设计[D];郑州大学;2010年
8 姚文贤;电动汽车大功率智能充电器的若干关键技术的研究[D];苏州大学;2010年
9 单飞;PC机系统资源侦测软件的开发[D];苏州大学;2010年
10 陈钦标;基于PLC和组态软件InTouch9.5的配料控制系统的实现[D];华南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 曹广华,胡宗波,张波;单周期控制Boost PFC变换器[J];电力电子技术;2005年03期
10 柳爱美,成晓明,罗安,李正国;基于DSP并用间接电流控制的新型无功静止发生装置[J];电子技术;2002年11期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 许化民;单级功率因数校正技术[D];南京航空航天大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 周国华;开关电源数字电流控制技术研究[D];西南交通大学;2007年
2 陈妮;开关电源的数字峰值电压—峰值电流控制技术研究[D];西南交通大学;2008年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王彦辉;数字控制单相有源功率因数校正技术研究[D];西南交通大学;2012年
2 高一星;单级功率因数校正技术的研究[D];北京工业大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 毛行奎,金晓毅,邬伟扬,陈为;开关功率变换器中高频电感器的分析与设计[J];低压电器;2005年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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【相似文献】
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9 张晓峰;小型混合动力车中电力驱动装置的若干关键技术研究[D];浙江大学;2009年
10 倪雨;全局滑模控制Buck变换器研究[D];西南交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张峥;4KW Buck变换器的数字控制[D];北方工业大学;2010年
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4 路烜;基于片内PID补偿器的高压大功率Buck变换器设计[D];电子科技大学;2010年
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6 朱自强;升压型变换器中的阻感负载特性研究[D];安徽大学;2010年
7 张亚娟;电池测试设备用多重双向DC/DC变换器的研究[D];北京交通大学;2011年
8 王立伟;宽范围输入FB-ZVZCS-PWM变换器的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 方堃;基于双频变换器的单相光伏发电系统研究[D];重庆大学;2010年
10 董传友;兆瓦级能量变换器电磁设计过程研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
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