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基于DSP的数字式可逆励磁调节器的研究与开发

邓为  
【摘要】: 随着微电子技术的发展,数字处理器的运算速度变得越来越快,功能也越来越强大,而价格却越来越便宜。因而越来越多的工程技术人员在设计控制系统时,选择数字控制方案。和模拟控制方案相比,数字控制方案具有控制灵活、实现功能强、精度高等优点。在工业应用领域,数字控制器的使用已经很普遍了。但在水下舰船的电力推进系统中,模拟控制器仍占了大多数。因此尽早设计出数字控制器以取代模拟控制器,是我们面临的当务之急。 本文提出以DSP和IGBT为核心来设计数字式可逆励磁调节器,以取代现有的以晶闸管为功率元件的模拟控制的励磁调节器。借助于DSP强大的运算能力和丰富的外设来实现数字控制算法,简化了硬件电路的设计。而全控式的IGBT不仅可实现励磁电流的可逆运行,而且由于提高斩波频率,使主回路滤波器件的体积大大减少,从而使整个装置体积减小、重量减轻。 文章从建立控制对象的数学模型开始分析,首先引入典型系统设计法对系统电流环和速度环调节器进行了设计;然后讨论了如何以DSP和IGBT来构建系统的硬件电路,介绍了硬件电路每一个功能模块的作用;接着分析了系统的软件结构,阐述了软件系统各组成模块的作用,并给出了子程序的流程图;最后给出了系统的试验结果。 由试验结果可以看出,采用DSP来实现励磁系统的数字控制,硬件电路简单,程序编制方便。而采用IGBT构成系统的主回路,功率器件控制容易,工作可靠,可以实现励磁电流的可逆运行。试验表明该控制方案实用有效,且系统工作可靠。


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