祁亚萍[1]2005年在《基于DSP的单相在线式数字化UPS系统控制及实现》文中指出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。其叁,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。
王钢[2]2013年在《基于DSP的在线式UPS的研究》文中指出不间断电源(Uninterruptible Power Supply)是一种高效安全的电源变换装置,它能给用电设备提供连续的电力供应,从而保证用电设备能安全可靠的运行。同时,UPS对电网上波动的电压在一定程度上起到稳压作用,对电压过大和电压过低都提供保护,进一步提高用电设备的安全性和可靠性。UPS的应用范围十分广泛,在很多领域已经成了标准配置。本文主要针对在线式UPS进行研究。在线式UPS在电网出现供电故障时,UPS的输出不需要开关转换时间,其负载电能供应平滑稳定,这使得在线式UPS被广泛地应用于计算机、通信系统、医疗设备等关键性负载供电系统中。传统的在线式UPS多为模拟控制或者模拟与数字相结合的控制系统,结构复杂、体积庞大、集成化程度低且价格昂贵。本文研究了一种基于DSP的在线式UPS,这是一种功能完备、性能优异的全数字化控制的UPS。由于采用DSP控制芯片,我们可以将先进的控制算法引入到UPS的控制系统中来,进一步提高UPS的性能和控制精度。本文首先简要介绍了在线式UPS的整体设计方案及其开发过程,其次论述了模糊PID控制(?)(?)SPWM的基本原理以及它们的实现方法。由于传统的数字PID动态性能差、控制灵活度低等缺点,本文引入模糊PI控制,它结合了模糊控制调节速度快和PID控制稳态性能好的优点,将其应用到UPS控制系统中,提高UPS的输出调节性能。本文根据在线式UPS的功能要求,设计了硬件电路；根据功能要求设计了系统的各个功能模块的软件流程,给出了程序流程图。并运用MATLAB对所涉及到的模糊PID控制算法进行分析,并通过Simulink工具箱对在线式UPS整个系统进行设计仿真。通过仿真验证表明系统的各项性能指标和功能均达到了预期的目标。
王大庆[3]2002年在《基于DSP的在线式UPS数字化控制技术研究》文中研究指明数字化控制以控制简单、灵活，输出性能更加稳定，可以实现模拟控制所不可达到的功能等诸多优势成为电源研究领域的一大热点。随着微电子技术的发展，为电力电子提供越来越多的解决方案，使UPS电源的全数字化控制、各种先进控制策略的引入一步一步成为现实。 本文介绍了一种控制对象以中小型UPS为模型的、基于TMS320F240的数字化控制平台的样机实验系统。经对比系统采用了单极性调制的SPWM方式，并根据核心处理芯片的各类资源给出了一套具体的软硬件数字化实现方案。系统硬件部分主要包括输出电压、输出电流、市电频率／相位等各类信号的采集和处理，以及输出PWM信号的隔离、驱动等。系统软件部分则包括UPS各种系统功能的实现，其中主要研究了软件锁相环(市电跟踪)、有效值调节、各类保护、PWM波的生成、闭环控制等的实现。 本文从各个功能实现的局部电路到整个系统对本系统的工作原理做了较详细的分析，并通过大量的仿真和实验结果证明了该系统的可行性和先进性，并且工程可实现性好。文中不仅提出了一种针对UPS系统的数字化控制方案，而且对设计DSP控制系统也具有一定参考价值。
李宽余[4]2003年在《基于DSP的小功率数字UPS系统研究与设计》文中指出随着信息技术的发展，在线式UPS愈来愈广泛地应用于银行、军事、医疗等领域，这对UPS提出更高的要求：快速的暂态响应、稳态精度高、稳定性高等，同时还要求有完善的网络功能。显然这些功能的实现离不开数字化技术。成本适中、高性能的数字信号处理器为UPS的数字控制提供了良好的硬件平台。 本文设计的是基于DSP的小功率数字UPS，在分析系统主要技术性能指标及比较多种UPS主电路拓扑结构的基础上，确定了系统的主电路拓扑结构，并给出了以TMS320LF2407A作为控制芯片的系统总体框图。 逆变器控制技术是UPS系统的关键技术。为了改善UPS输出波形质量，本文提出了一种带重复控制的无差拍控制算法，其中无差拍控制用以提高系统的动态响应，重复控制用以提高系统的静态响应，Matlab仿真表明在线性负载和周期性非线性负载下均能获得较好的效果。 UPS逆变器数字控制算法要求实时性较高，一般的微处理器运算速度远远达不到要求，而采用功能齐全的高速数字信号处理器不仅满足实时性要求，还能简化硬件电路，提高系统可靠性。本文以TMS320LF2407A作为主控芯片，设计了整个系统的主控制电路。同时，利用EDA技术，采用复杂可编程逻辑器件实现地址译码及其它控制逻辑、键盘扫描及液晶显示接口等，进一步简化外围硬件电路的设计。在软件设计方面，实现了带重复控制的无差拍控制算法，并设计了RS-485通信程序及图形液晶显示菜单方式人机交互界面。软件的单板调试证明了所设计的硬件电路工作稳定，控制软件工作正常，各项控制功能均能满足要求。
黄毛毛[5]2006年在《在线式UPS数字化控制技术的研究》文中研究指明随着信息技术的发展，UPS(Uninterruptible power supply)广泛地应用于银行、证券、军事、医疗、航空航天等众多领域。然而，在传统的UPS电源中采用模拟电路控制导致了诸如电路复杂、调试难、元件易老化、输出性能低等固有缺点。随着高性能DSP控制器的出现，UPS的全数字控制成为现实。从技术角度上来说，DSP技术的使用可以提高UPS产品输出电压的稳定性和纯净程度，同时也提高了UPS产品自身的可靠性。数字化的控制还可以提高UPS的暂态、稳态响应等众多性能，便于产品优化升级。顺应UPS当前发展趋势，本文对基于DSP数字化控制技术单相在线式UPS进行了研究。 文章首先对当前UPS的主要结构进行分析、综合，在其基础上，选择了一种基于DSP的单相在线式UPS的系统结构。随后文中系统地分析了和比较了UPS各个部分的控制方式与控制策略。针对UPS功率校正部分，采用了固定频率滞环电流控制方法来实现；针对UPS逆变器控制，采用基于数字PID控制的UPS逆变控制算法。 在逆变控制算法的研究中，对UPS逆变系统进行了系统而完整的分析。建立了UPS正弦逆变器的数学模型，分析了UPS正弦逆变器的特点。针对UPS正弦逆变器的特点，比较电感电流反馈和电容电流反馈的特性，选择电容电流反馈使系统有更快速的响应。Matlab仿真表明这种控制策略在线性负载和周期性非线性负载下均能对参考正弦波的跟踪获得良好的动、静态响应效果。 在逆变控制算法的基础上，本文还阐述了以DSP LF2407为主控制芯片的UPS逆变控制器的硬件组成；根据控制系统的硬件设计，确定了软件实现方案，给出了UPS逆变控制算法软件实现的所有基本思想。 最后，文章还对UPS各辅助电路，如辅助电源、UPS控制保护系统、逆变驱动电路等的设计研究情况做了全面的描述，并详细分析了各辅助电路的组成、功能与工作原理。
邹洁[6]2009年在《基于DSP的在线式UPS电源研究》文中进行了进一步梳理不间断电源(UPS)在计算机、通信系统、医院等一些重要用电系统中占有决定性地位,能在市电正常或故障情况下为负载提供可靠、干净的电源。随着现代电力电子技术和信息产业的不断发展,研究出适合实际应用及现代科技发展的高质量、高可靠性的UPS就成为人们十分关注的课题。在各种UPS中,在线式UPS具有电源故障保护性能优越、实时性能强、精度高等特点,故本文主要研究在线式UPS。本文研究一种基于DSP芯片的在线式UPS,这是一种功能完备、性能良好的新型UPS。随着对UPS性能、精度等指标要求的不断提高,将DSP芯片应用到UPS中可将先进的控制策略引入到控制系统中,实现UPS的全数字控制是十分必要的。本系统使用DSP/TMS320LF2407做为UPS的主控芯片,保证系统高速、实时、可靠性的要求。目前国内外有几种常用的正弦波逆变电源系统的控制方法,每一种控制方法都有其优缺点,因此本文采用一种适应实际需求的将改进型重复控制与比例控制加以结合的复合型控制策略,对所研究的UPS系统进行全面的数字化控制,通过仿真验证该方法的正确性。根据在线式UPS电源的功能要求,设计各环节硬件电路,并给出电路中各参数的具体计算过程及结果;根据功能要求给出了系统软件流程;最后设计了一个UPS实验系统,实验结果说明系统各项性能指标和功能均达到了预期的目标和要求。
侯玉芬[7]2015年在《在线式UPS电源的数字化控制技术》文中提出在UPS电源得到广泛应用的情况下,有关在线式UPS电源的研究也逐渐得到了深入。就目前来看,想要较好的进行UPS电源性能的发挥,就要对UPS的逆变器的输出波形进行控制。而在这方面,模拟数字化控制技术得到了很好的应用。所以,针对这种情况,本文基于DSP对在线式UPS电源的数字化控制技术进行了研究,并具体对在线式UPS电源的数字化控制系统进行了设计。而从本文的研究来看,基于DSP的在线式UPS电源数字控制系统取得了一定的控制效果。
程强[8]2004年在《基于DSP技术的叁相智能网络化UPS的研制》文中指出本文设计了一种以不间断电源UPS(Uninterruptible Power Supply)为控制模型、TMS320F240为数字化平台的控制系统。该系统采用单极性调制的SPWM方式，根据DSP芯片的各类资源给出了一套具体的数字化实施方案。系统硬件部分主要包括输出电压、输出电流、市电频率、相位等各类信号的采集和处理，以及输出PWM信号的光电隔离和驱动等；系统软件部分则包括UPS系统的各种功能实现，其中涵盖了闭环控制、锁相环控制(市电跟踪)、有效值调节、PWM波的生成、各类保护等的实现。智能网络化UPS集中监控系统采用用E语言编制，通过UPS与计算机的通讯，配合电源监控软件，实现了UPS智能化管理。本文从各个功能的局部电路到整个系统，对本系统的工作原理做了较详细的分析，并通过大量的仿真和实验证明了该系统的可行性和先进性，并且在工程中可以软件升级。文中不仅提出了一种针对UPS系统的数字化控制方案，而且对设计DSP控制系统也具有一定参考价值。
罗亮[9]2007年在《基于DSP的串并联补偿型UPS电源技术的研究》文中提出不间断电源(UPS)广泛应用在消防、建筑、通讯、电力以及交通等各行各业。它有两个基本作用;第一,停电时,通过DC/AC变换,把蓄电池的直流电逆变为交流电,为用电设备继续提供不间断交流电源,第二,在电网和用电设备之间加一道隔离网,避免两者之间的相互冲击和干扰。正是由于这种双重功能,UPS近年来得到飞速发展,出现了很多新兴技术和发展趋势。其中有两个发展趋势尤为引人注目;第一,串并联电路拓朴结构即Delta变换技术,远优于目前的单独的串联或并联;第二,信号处理控制技术(DSP),无论从实时性、还是从精度和可靠性方面比较,都远优于现有的控制技术。论文首先分析了UPS的作用、以及当前国内外发展趋势,提出了本课题的主要研究内容及研究方法,接下来描述了UPS的分类及串并联UPS电路结构的特点、工作原理,综合比较各种控制策略,提出了重复控制的UPS控制策略;基于前面优点提出了以DSP作为控制核心来实现这一电路的设计方案,主要工作包括整体控制方案框图(包括各个部分作用及相关的硬件平台)、软件设计(主要包括锁相环设计、PWM信号的产生、RS485通信程序的设计),软件部分设计是采用TI公司的TMS320LF2407A数字信号处理器(DSP)作为信号处理器件,完成了软件的设计,通过实验获得了控制信号触发脉冲(PWM)。最后对于系统可能出现的干扰,描述相关的抗干扰设计。本文设计的UPS电路结构采用串并联型补偿式电路结构、控制策略采用基于DSP芯片的UPS。它既保留了其全部在线功能和输出电压高质量,又使得它的很多关键性能指标得到改善。它不仅消除了对电网的污染,更重要的是它的输出能力高、可靠性强,是一个极有开发前景的技术方案。采用DSP控制技术的串并联型UPS在我国的推广应用也必将给我国电力工业带来巨大的经济效益和社会效益。
许道飞[10]2003年在《基于DSP的在线式UPS数字化控制技术》文中研究说明近年来，UPS(Uninterruptible Power Supply)电源系统被越来越广泛的使用，对其性能指标的要求也越来越高。除了主功率拓扑以外，UPS的控制部分对其整体性能的影响也是至关重要的，数字化控制技术是当前UPS研究领域的一个热点。 本文首先介绍在线式UPS的基本原理以及逆变器的SPWM调压方法，研究死区对逆变器输出电压的影响及其补偿方法。在分析单相全桥逆变器数学模型的基础上，比较数字PID控制、无差拍控制、重复控制、模糊控制以及神经网络元控制等多种控制方法的优劣；重点研究UPS逆变器的数字PID控制和重复控制，最后提出一种对硬件设备要求低、鲁棒性好、动态响应快的UPS逆变器控制方案。该方案先对输出电压误差进行PI调节，在此基础上引入相当于输出电压微分的电容电流反馈信号构成双环控制，使逆变器输出电压具有良好的静态特性和动态特性。 本文注重理论与工程实际应用的结合，以数字信号处理芯片TMS320F240为核心完成对一台3kVA在线式UPS的控制，取得了良好的控制效果。
参考文献：
[1]. 基于DSP的单相在线式数字化UPS系统控制及实现[D]. 祁亚萍. 湖南大学. 2005
[2]. 基于DSP的在线式UPS的研究[D]. 王钢. 武汉理工大学. 2013
[3]. 基于DSP的在线式UPS数字化控制技术研究[D]. 王大庆. 南京航空航天大学. 2002
[4]. 基于DSP的小功率数字UPS系统研究与设计[D]. 李宽余. 湖南大学. 2003
[5]. 在线式UPS数字化控制技术的研究[D]. 黄毛毛. 南昌大学. 2006
[6]. 基于DSP的在线式UPS电源研究[D]. 邹洁. 大庆石油学院. 2009
[7]. 在线式UPS电源的数字化控制技术[J]. 侯玉芬. 电子测试. 2015
[8]. 基于DSP技术的叁相智能网络化UPS的研制[D]. 程强. 昆明理工大学. 2004
[9]. 基于DSP的串并联补偿型UPS电源技术的研究[D]. 罗亮. 上海海事大学. 2007
[10]. 基于DSP的在线式UPS数字化控制技术[D]. 许道飞. 浙江大学. 2003
标签：电力工业论文; 电信技术论文; dsp论文; ups论文; 逆变器论文; 功能分析论文; 电源论文; ups电池论文; dsp技术论文;