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一款快速稳定响应的DSP逆变电源模糊PID控制

作者:时间:2013-11-29来源:网络收藏

引言

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/227727.htm

由于逆变器传递函数不易得到,而且电压输出经常波动,传统的单纯难以达到快速和稳定的响应,而模糊控制与PID相结合的控制方法,通过对误差量的变化实时分析,调整PID参数,达到快速响应和无差跟踪,可实现的高精度实时控制。

模糊控制系统原理

模糊器以电压偏差e和偏差变化量ec作为输入,PID参数模糊自整定是找出PID三个参数与e和ec之间的模糊关系,在程序运行中通过不断检测e和ec,根据模糊控制原理对三个参数进行在线修改,以满足不同e和ec对控制参数的不同要求,从而使被控对象有良好的动、静态性能。其在线自校正工作流程如图1所示。

一款快速稳定响应的DSP逆变电源模糊PID控制

图中:ki、kp、kd分别为积分增益系数、比例增益系数和微分增益系数。

PID调整控制器

图1中r为给定参考电压,u是逆变器实际输出电压,e是偏差信号,ec是偏差变化率。模拟形式的算式为:

一款快速稳定响应的DSP逆变电源模糊PID控制

本文采用TMSLF2407实现数字PID控制,对式(1)进行离散化,可得到式(2)PID控制的离散形式,为了增加系统的可靠性,采用增量式PID控制算式,式(2)为第k次PID控制器的输出量,减去第k-1次PID控制器的输出量即可得到式(3)增量式PID控制算式。

一款快速稳定响应的DSP逆变电源模糊PID控制模糊PID的实现

DC辕AC控制的主要是输出电压及频率的准确性。频率的准确性由PWM发生器决定(它是一个存贮在存储器内的一个正弦输出表格),只要触发计算准确就能达到设计要求。负载的变化使输出电流产生变化,对于一定脉宽输出的DC辕AC电源来说,势必导致输出电压的变化。因此采用模糊控制规则根据不同的渣e渣和渣ec渣,对PID控制器的参数kp、ki、kd进行在线自整定来调节输出电压。模糊控制器的输入变量是偏差绝对值渣E渣、偏差变化率绝对值渣EC渣,模糊控制器的输出是PID控制器的比例增益系数KP、积分增益系数KI和微分增益系数KD。本文采用CRI(CompositionalRuleofInference)推理法设计模糊规则,为了在实时控制中避免关系矩阵的合成运算,先在脱机状态下把所有可能的输入和输出情况计算出来,形成一张控制表去执行控制,控制表是以整数形式表示的,为了能产生控制表,在CRI推理法中把语言变量的论域转换成有限整数的论域,本质上是把连续论域离散后产生离散论域。采用式(5)可以将连续域离散化到整数论域N。

一款快速稳定响应的DSP逆变电源模糊PID控制

本文中,各语言变量的挡数均为4挡(零、小、中、大),因此取整数论域N为{0,1,2,3,4,5,6}。此时,如图2所示,可取语言变量值4挡如下:

大(L)———取在5、6附近

中(M)———取在3、4附近

小(S)———取在1、2附近

零(Z)———取在0附近

在本文中利用CRI法推理时,控制过程是用查控制表来产生控制量的,在控制表中,模糊偏差量渣E渣、模糊偏差变化率渣EC渣,



关键词: DSP 逆变电源 PID控制
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