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DSP和模糊控制技术在在线式UPS中的应用研究

钱宏章  
【摘要】: 智能化、数字化、高频化、冗余并机技术和绿色化是现今UPS技术的五大发展趋势。在众多UPS中,在线式UPS性能最好且应用最广泛。但是,由于在线式UPS需要由市电整流得到直流电压,如果整流控制不佳,往往产生电网谐波污染,本文对在线式UPS整流升压环节的功率因数进行数字化控制,提高功率因数的同时减小在线式UPS对电网的污染,初步实现了在线式UPS的“绿色化”。 工业控制特别是在开关电源领域,PID控制技术一直占据主导地位。传统在线式UPS的PFC模块使用PID补偿算法往往会产生一定程度的输出振荡,当振荡频繁时会严重影响PFC模块的使用寿命。近年来,模糊控制方法的研究与应用得到迅速发展,本文提出了一种新型的在线式UPS的PFC模块控制方法,即采用DSP数字化控制方式,并在控制中使用模糊控制算法来控制PFC模块。经实例验证,该方法能取得更好的效果,证明了该控制方案的可行性和有效性。 本文首先介绍了功率因数校正的相关技术和目前所采用的各种控制方法,接着给出了采用模糊控制的原因及实现方式,包括PFC试验模块的设计目标和实现思路,然后描述了PFC模块的组成和各部分的主要功能,之后详细介绍了PFC模块的设计和实现过程,包括PFC实验板和DSP控制板,最后进行整体软件设计和测试。 本文研究的主要目标是在DSP开发板上运用模糊控制算法控制PFC实验板上的IGBT以对输入电压电流进行控制,以此保证获得高的功率因数和稳定的输出。本文设计和实现的PFC控制器虽然还只是一个原型系统,但验证了模糊控制技术在开关电源领域的可行性和有效性,对相关的应用有较高的参考价值。


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