混合有源滤波器的数字控制技术

论文摘要

随着电力电子技术的迅速发展，利用电力电子装置对电能质量(包括谐波畸变)进行调整与控制已经成为趋势。电力滤波器被公认为治理谐波、提高电能质量的最有效方法。混合有源滤波器能够把无源滤波器补偿容量大和有源滤波器补偿灵活的特点结合起来，所以受到电力电子学界的广泛关注。混合有源滤波器主要集中在主电路拓扑形式和控制模块的研究。本文着重探讨混合有源滤波器的数字控制技术。本文的研究目标是设计具有产品化、商业化价值的混合有源滤波器的数字控制器。本文在研制大功率混合有源滤波器的数字控制器的基础上，对数字控制技术进行了一定探索，指出了实时控制基本要求(包括采样时间、核心计算时间)、数字滤波器设计和软件复用的重要性。同时，模拟参数数字化不可避免地带来一些问题，如数字控制中离散化方法的选取，零阶保持环节引入的影响等。本文根据波特图给出一定的分析并提出减弱数字化影响的方法。本文在对整个系统严格仿真的基础上，构建了实际模型样机，对所设计的以TI公司TMS320F2812数字信号处理器为核心的数字控制器进行了验证，实验结果表明控制器设计的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 有源电能质量技术的国内外水平概述
• 1.2 混合有源电能质量控制技术
• 1.3 本文研究课题
• 第二章 混合有源滤波器控制技术
• 2.1 混合有源滤波器主电路
• 2.2 混合有源滤波器控制策略的选择
• 2.2.1 重复控制
• 2.2.2 PID控制
• 2.2.2.1 网侧电流闭环控制
• 2.2.2.2 负载电流闭环控制
• 2.2.2.3 复合控制
• 2.3 PI调节控制方法的数学模型
• 2.3.1 检测电网电流控制方式
• 2.3.2 检测负载电流控制方式
• 2.3.3 复合控制方式
• 2.4 本章小结
• 第三章 混合有源滤波器数字控制技术
• 3.1 数字控制特点
• 3.2 实时控制的基本要求
• 3.3 DSP处理器的选择
• 3.4 数字信号处理器TMS320F2812特点
• 3.5 控制模块硬件描述
• 3.5.1 DSP模块
• 3.5.2 主接口模块
• 3.5.3 LEM采样模块
• 3.5.4 键盘显示模块
• 3.5.5 电源接口模块
• 3.6 谐波的快速检测理论
• 3.6.1 三种参照系
• 3.6.2 瞬时功率理论
• 3.6.3 基于旋转坐标dq变换的检测方法
• 3.7 低通数字滤波器的设计
• 3.8 采样调理电路
• 3.9 控制参数设计
• 3.9.1 电流内环
• 3.9.2 直流侧电压环
• 3.10 离散化方法
• 3.11 零阶保持环节对控制系统性能的影响
• 3.12 控制软件流程图与软件复用
• 3.13 本章小结
• 第四章 模型实验
• 4.1 模型元件参数
• 4.2 控制策略及其仿真
• 4.3 实验结果
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 附录1 装置照片
• 附录2 攻读硕士学位期间发表的论文
• 参考文献
• 致谢