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基于DSP的蓄电池充放电装置研究
发布时间:2016-08-21 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]系统采用TMS320LF2407A DSP作为主处理器，因其有丰富的外设和较高的运算速度。由此可实现较复杂的控制及高精度的数据处理。在此，通过对PI控制、IP控制和变速积分PI控制三种电压调节器算法的实验得出其优劣，大电流电感从而选择最适合该系统的控制算法进行电压调节。
(1)PI控制算法和IP控制算法
图5a示出PI调节器结构图。由图可得其传递
比较式(5)和式(6)可见，两种系统的传递函数分母相同，故IP调节器可持有与PI相同的无静差调节和稳定特性，同时因它在传递函数上比PI少一个零点，因此具有比PI更好的高频衰减特性，容易满足较长采样周期数字调节的稳定性要求，能有效抑制混迭现象。系统实验证明，采用IP调节，调节器参数很容易整定。可使系统达到稳定、无静差和很小的超调。不过在快速性方面将有损失。
(2)变速积分PI控制算法[3]
在传统的PI算法中，因积分增益Ki为常数，在整个调节过程中，其值不变。但系统对积分的要求是偏差大时，积分作电感器厂家用减弱，否则会产生超调，甚至出现积分饱和；反之则加强，否则不能满足准确性的要求。引进变速积分PI控制算法能使控制性能得以满塑封电感足。其基本思路是偏差大时，积分累积速插件电感度慢，积分作用弱；偏差小时，积分累积速度快，积分作用强。为此，设置系数f[E(k)]，它是偏差E(k)的函数，当E(k)增大时，f[E(k)]减小；反之则增大。每次采样后，用f[E(k)]乘E(k)，再进行累加。f[E(k)]与E(k)的关系可表示为：
大功率电感贴片电感器
在该系统中，采用简单的变速积分PI控制，取A=32，B=8，当误差大于40时，系统相当于采用纯比例调节，因此响应速度加快；当误差小于40并减小到8的过程中，积分作用开始并逐渐增强，响应过程快速平滑；当误差小于8时，完全引入积分作用，能快速有效地消除静差。该方法可有效抑制系统的超调，同时也可兼顾系统的响应速度。
4 实验结果
利用PI，IP和变速积分PI数字电压调节器的逆变子系统对该设计方案进行了大量实验。结果可见，采用变速积分PI数字电压调节器的综合性能优于前两种算法。图6示出采用PI调节、IP调节，以及变速积分PI调节时用100M-Tektronix TDS220存储示波器获取的一组直流母线电压Ud的实验对比波形。逆变器起动时Ud由150V升至200V。由图6可见。3种调节器在无静差调节方面的性能相同，而IP的上升时间明显大于另外两种算法；在抑制超调及高频噪声诱发振荡方面，变速积分PI法有着明显的优势，PI系统的起动超调超过20V，IP系统的超调不到10V，而变速积分PI系统则无超调。无振荡，能很快进入稳定状态：在抗干扰性能方面，变速积分PI系统也具有同样的特点。
5 结论介绍的逆变器采用了直流母线电压的恒压数字调节，可方便地实现电网能量和蓄电池能量的双向流动，精密锁相的SPWM控制可获得接近于1的功率因数，理论分析和系统实验表明，在DSP控制采样周期等于交流电源周期的交流控制系统中，采用变速积分PI调节更易获得小超调、无振荡、无静差的控制性能指标。该设计系统可携带15路3A蓄电池组(每组12V蓄电池15节串联)进行充放电子系统工作，每路工作由工控机编程独立控制。通过对充电组和放电组的合理配置，可获得显著的节能效果差模电感。
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