论文题目: 基于DSP的单相在线式数字化UPS系统控制及实现
论文类型: 硕士论文
论文专业: 电路与系统
作者: 祁亚萍
导师: 戴瑜兴
关键词: 不间断电源,系统控制,数字信号处理器,锁相,异步串行通信
文献来源: 湖南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着信息技术的发展,在线式UPS愈来愈广泛地应用于电信、医疗、金融以及国防等领域,这对UPS电源品质提出更高的要求:动态响应快、稳态精度高、稳定性高,可靠性好等,同时还要求具备通信功能便于实现对设备的网络监控。显然,这些功能的实现离不开数字化技术。由于微电子技术的快速发展,产生了高性能的专用于电机及逆变器控制数字信号处理器,为UPS电源的数字化提供了良好的硬件基础。数字化UPS系统控制技术成为UPS电源领域研究的热点。为解决UPS在数字化过程中存在的问题,本文对数字化UPS系统的控制技术进行了深入研究,将数字化UPS系统各控制功能进行分模块设计,并给出各模块的实现方案。 首先,论述了数字化UPS控制技术的研究现状,指出目前数字化UPS控制技术的局限性及本课题的研究意义。其二,根据数字化UPS系统主要技术性能指标及功能要求,给出了以TI公司专用数字信号控制器TMS320LF2407A作为主控芯片的系统总体设计;对数字化UPS系统控制关键技术进行深入研究。其三,对系统中各功能进行模块化设计,将主控芯片LF2407的各子模块进行资源分配;针对UPS系统提出一种新的软件锁相控制算法,设计了具体的软件实现方案;设计出利用LF2407的SCI异步串行通信模块实现UPS的多处理器通信功能的软硬件方案;分析设计了UPS系统的逆变控制、A/D转换、保护控制、人机对话、实时时钟及电池智能充放电管理等模块的软件实现方案;将控制系统各功能模块进行整合,并分析了系统程序运行稳定性。其四,分模块调试并测试系统各硬件电路,对调试过程中发现的问题给出相应的解决方案;对测试数据进行分析,并测试了所设计软件锁相环的跟踪性能。 所设计的数字化UPS系统控制方案被应用于单相在线式小功率UPS中,软件运行及硬件测试结果表明,所设计软件系统运行稳定,硬件的那里均达到设计要求,系统的各项控制功能在软硬件密切配合下可靠实现。所设计开发的单相在线式小功率数字化UPS样机各项性能指标均达到或优于标准要求,即将对其进行产品化。
论文目录:
摘要
Abstract
第1章 绪论
1．1 选题背景
1．2 数字化UPS系统控制技术研究现状
1．3 课题研究意义及本文的主要研究内容
第2章 数字化UPS系统总体设计及控制技术基础
2．1 数字化UPS系统总体设计
2．1．1 UPS系统性能指标及功能要求
2．1．2 系统的主电路拓扑结构及总体框图
2．1．3 UPS系统的控制模块
2．2 逆变器控制原理及其系统分析
2．2．1 逆变器工作原理及控制方式
2．2．2 单相UPS逆变器系统分析
2．3 逆变器数字控制算法研究
2．3．1 UPS逆变器数字控制策略研究
2．3．2 单相UPS逆变器数字控制算法
2．4 单相在线式UPS锁相控制技术
第3章 数字化UPS系统控制模块的设计与实现
3．1 UPS系统锁相控制模块
3．1．1 UPS软件锁相环设计
3．1．2 市电/逆变相位检测电路
3．1．3 软件锁相环的程序实现
3．2 UPS系统逆变控制模块
3．2．1 PWM信号输出接口
3．2．2 PWM波的产生
3．3 UPS系统通信功能模块
3．3．1 串行通信的硬件电路
3．3．2 MODBUS通信协议
3．3．3 通信功能的设计与实现
3．3．4 RS-485网络配置
3．4 UPS系统的其它功能模块
3．4．1 A/D转换模块
3．4．2 保护控制功能模块
3．4．3 人机对话功能模块
3．4．4 实时时钟模块
3．4．5 电池的智能充电管理模块
3．5 系统程序的整合及其运行稳定性分析
3．5．1 系统程序的整合
3．5．2 系统程序运行稳定性分析
第4章 数字化UPS系统控制功能的调试与测试
4．1 主控制板DP0501C-1．1的调试
4．1．1 TMS320LF2407A及JTAG接口电路
4．1．2 CPLD功能测试
4．2 信号检测与控制执行板DP0405P-1．2的调试
4．2．1 信号检测与电平转换
4．2．2 信号检测板的逻辑保护检测与控制执行电路的调试
4．3 驱动板DP0411D-1．1的调试
4．3．1 主供电电源 DC/DC高频斩波电路
4．3．2 逆变驱动电路的隔离电源
4．4 软件锁相环性能测试与分析
结论
参考文献
致谢
附录A(攻读学位期间所发表的学术论文目录)
附录B(攻读学位期间参加的科研项目)
附录C(部分电路原理图)
附录D(参考正弦表)
附录E(部分程序源代码)
附录F(菜单显示方式树形结构图)
发布时间: 2005-09-27
参考文献
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