传感器
基于DSP有源电力滤波器的实现
2013-03-25 16:11  浏览:47
摘要:为了将自抗扰控制算法应用于有源电力滤波器,研究了基于DSll04控制板的并联型有源电力滤波器 的硬件设计和控制算法实现问题。选定智能功率模块(1PM)为有源电力滤波器的主电路之后,给出了系统硬件的总体结构和布局。采用DSll04控制板,可以直接利用MATLAB/Simulink软件,设计系统的自抗扰控制框图,并能将控制框图自动转换成源代码,下载到DSP中运行,实现系统的自抗扰控制。实验结果验证了硬件实现方式的正确性,并且由于DSll04的卓越性能和友好的工作界面,可以简化系统的实现、降低设计成本。

  1)需要5 V,2.5 A/-12 V,0.2 A/12 V,0.3 A电源和1个32位5V的PCI插槽,功耗为18.5W。

  2)主处理器采用MPC8240,PowerPC 630e芯片,计算主频高达250MHz,64位浮点运算,具有32k.的高速缓存。

  3)1个32位递减计数的高速采样时钟,4个32位的通用时钟,64位的计时器。

  4)32 MSDRAM,8 M闪存。

  5)有多种中断方式,如计数器中断、串口中断、从DSP中断、ADC中断和4个外部输入中断等。

  6)多路复用的4个16位的ADC,输入电压范围为±10 V,采样时间可达2μs,>80 dB的信噪比:4个12位的ADC通道.输入电压范围为±10V,采样时间可达2ns,>65 dB的信噪比。

  7)8通道16位模拟输出,输出电压范围土10V。

  8)20位的数字I/O口,输出电流±5 mA,一个串口输出。

  ADRC算法可以解决一类不确定性对象的控制问题,具有很强的鲁棒性和适应性,但其内部包含有复杂的非线性函数,其中的计算复杂。采用基于DSll04设计的控制器,能够将算法集成在MATLAB的Simulink中,应用S-Function对其中的主要构成部分进行编程处理,能够实现控制算法的可视化,不需要对源代码进行修改,可以大大缩减装置的开发周期和难度。

  4 结论

  本文介绍了基于DSP的有源电力滤波器实验系统的设计过程,详细对系统的3个主要组成部分进行了说明,由于DSP给出的控制信号是数字式的,没有模拟信号,故该系统是一个全数字控制系统。与普通的DSP相比;DSll04R&DControlBoard具有更高的运算速度和更好的性能,能够实现象ADRC之类的复杂算法。同时,在软件实现上,DSll04具有与MATLAB/Simulink的接口,能够自动将Simulink的控制框图生成DSP使用的代码,还具有对系统各种状态的实时检测功能和友好的图形化界面,能够只通过软件的修改实现不同的控制策略。DSll04本身具有良好的性能价格比,无论在实际应用和研究开发中,都将会有广阔的应用前景。


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