基于双DSP控制的并联型APF控制系统的设计与研究

论文摘要

随着电力电子技术的发展，非线性负载应用越来越广泛，电力系统中的非线性负载产生的电压和电流谐波严重影响了电力传输系统中的电能质量。有源电力滤波器（APF）作为一种新型的谐波和无功补偿装置，与传统的无源LC滤波器相比，具有响应快、补偿效果好和能够实现动态补偿的优点，得到了快速的发展。本文首先介绍了谐波源的产生、危害及治理，有源电力滤波器的分类，谐波信号检测方法和电流跟踪控制方法研究现状。其次，介绍并联型有源电力滤波器的组成和工作原理；介绍基于瞬时无功功率理论的p -q检测法与p q i -i检测法，在此基础上分析了一种适用于三相四线系统的谐波电流检测方法。然后，介绍并联有源滤波器几种常用的控制算法；对并联型有源电力滤波器谐波检测环节相关问题进行分析；对检测电源电流方法和检测负载电流方法的等效性进行研究并通过仿真进行动态性能比较；分析并联型有源电力滤波器补偿电压源型谐波源的相关问题。接着介绍对并联型有源电力滤波器电流控制方法的研究。包括对解耦控制和对重复控制的理论分析和仿真实验。最后，设计基于双DSP的APF控制系统，并进行实验研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 谐波的产生、危害和抑制
• 1-1-1 谐波问题
• 1-1-2 谐波的危害
• 1-1-3 谐波的抑制
• §1-2 滤波装置简介
• 1-2-1 无源电力滤波器
• 1-2-2 有源电力滤波器
• 1-2-3 APF 的分类
• §1-3 本文主要研究内容
• 第二章 并联型有源滤波器的基本原理和谐波检测算 法
• §2-1 并联型有源滤波器系统构成
• §2-2 并联型有源滤波器工作原理
• §2-3 谐波检测方法简介
• §2-4 基于瞬时无功功率的谐波检测算法
• 2-4-1 基于瞬时无功功率理论的三相电路qp-法
• 2-4-2 基于瞬时无功理论的三相电iq路ip-法
• 第三章 并联型有源电力滤波器的控制算法和谐波检测分 析
• §3-1 并联型有源电力滤波器的控制算法
• 3-1-1 并联型有源电力滤波器的电压控制算法
• 3-1-2 并联型有源电力滤波器的电流控制算法
• §3-2 有源滤波器两种谐波检测方法的等效性
• §3-3 负载电流与电源电流检测
• 3-3-1 电流检测控制方法的动态特性
• 3-3-2 负载电流检测控制方法
• 3-3-3 电源电流检测控制方法
• 3-3-4 仿真研究
• §3-4 电压源型谐波源检测及相关问题
• 3-4-1 电压源型谐波源补偿
• 3-4-2 电压源型容性负载谐波源补偿方案
• 3-4-3 仿真研究
• 第四章 并联型有源电力滤波器的电流控制方 法
• §4-1 解耦控制
• 4-1-1 理论推导
• 4-1-2 仿真研究
• §4-2 重复控制
• 4-2-1 重复信号发生器内模
• 4-2-2 补偿器C（z）
• -N'>4-2-3 周期延时环节z^-N
• 4-2-4 重复控制仿真研究
• 第五章 基于双DSP的并联型APF系统硬件设计
• §5-1 主电路设计
• 5-1-1 输出电抗器选择
• 5-1-2 直流侧电容容量设计
• 5-1-3 主电路功率器件选择
• §5-2 控制系统的硬件设计
• 5-2-1 总体设计原则
• 5-2-2 主处理器模块设计
• 5-2-3 电源设计
• 5-2-4 信号调理电路设计
• 5-2-5 AD 采样模块设计
• 5-2-6 通信模块设计
• 5-2-7 DA 模块设计
• 第六章 基于双 DSP 的并联型 APF 软件设计与实验研究
• §6-1 控制系统软件设计
• 6-1-1 软件总体设计
• 6-1-2 F28335A 的软件设计
• 6-1-3 F28335B 软件设计
• §6-2 实验研究
• 6-2-1 重复控制补偿实验
• 6-2-2 并联型APF 对电压源型谐波源进行补偿
• 结论
• 参考文献
• 致谢