基于DSP的重复控制：1kW逆变器设计与性能优化

本文主要探讨了基于DSP（数字信号处理器）的重复控制技术在逆变电源系统中的实际应用。重复控制是一种利用内模原理的控制策略，通过设计重复控制器来精确跟踪周期性参考指令，从而减少输出电压的谐波成分，提升系统的动态性能。核心控制理念是通过在前向通道中添加一个与输入信号同频率的信号，使系统能够无静差地跟随周期性信号，特别是在处理单一频率正弦波时效果显著。 文章详细介绍了两种常见的改进方法：直接重复控制和嵌入式重复控制。直接重复控制通过前馈来增强动态响应，而嵌入式重复控制则是在重复控制器中加入PI调节器，以提高系统的瞬态响应。理想情况下，重复控制器能够消除输入信号角频率整数倍的谐波，确保系统的稳态精度和动态补偿。 设计的1kW单相逆变器采用DSPTMS320I"F2407A DSP作为核心控制元件，结合电感电流内环，构建了重复控制双环结构。这种设计不仅提高了系统的稳定性和抗谐波能力，还简化了补偿器的设计过程。数字控制系统中，模拟部分包括功率电路和接口电路，负责实现电力变换和数据交互；数字部分则通过编程实现精确的控制逻辑，包括A/D和D/A转换、电平转换以及门极驱动电路的隔离保护功能。 图3展示了基于DSP的逆变器系统控制的整体架构，强调了电流内环在稳定性和谐波抑制上的作用。图4则详述了数字控制系统的设计流程，从硬件接口到软件控制的无缝连接，确保了控制策略的有效实施。 总结来说，这篇文章深入研究了重复控制技术如何通过DSP应用于逆变电源系统，展示了其在提高系统性能、减少谐波和优化动态响应方面的优势，并通过实际设计和实验验证了这一控制策略的有效性。