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E126_基于虚拟仪器的逆变电源的设计
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E:\下载学习\资料\整理资料\E126_基于虚拟仪器的逆变电源的设计 基于虚拟仪器的逆变电源的设计 摘 要 逆变电源是一种将直流电转换成交流电的供电设备。在移动的互联网时代,逆变电源可以为我们生活需要提供便利的能源,对我们的生活具有重要的意义。逆变电源的设计以电力电子技术为核心,涉及到嵌入式技术、传感器技术、自动控制以及人工智能等领域的知识。 本论文根据逆变电源的研究现状,首先介绍了SPMW正弦波脉宽调制的方法,并针对单相逆变和三相逆变进行了相关的仿真研究,作为硬件设计的参考。然后建立了逆变电源的电路模型和数学模型,进而比较了两种逆变电源的控制策略。 本文在理论基础上提出了一种基于虚拟仪器的嵌入式逆变电源的硬件设计方案,这是一个以DSP和虚拟仪器技术为核心的智能逆变电源。逆变器输出经低通滤波,输出平滑的正弦波,输出信号,分别经电压电流传感器检测,经数模转换模块送DSP处理得到电压、电流、频率和功率数据,再送LabVIEW上位机显示。 该电源硬件采用单相全桥逆变电路的功率模块结合驱动芯片和DSP控制模块组成以及上位机软件采用LabVIEW进行设计,以便对采集数据和控制参数进行整合和进一步的处理。本文的设计为未来逆变电源的研究提供了有益参考。 关键词:逆变电源;虚拟仪器;DSP;电能质量;LabVIEW;数据采集 目 录 第一章 引言 1.1 课题的研究背景及意义 1.2 逆变技术概述 1.2.1 逆变技术的应用 1.3逆变器的分类 1.3 国内外研究现状 1.4 论文主要研究架构 第二章 正弦波脉宽调制SPWM及Simulink仿真 2.1 SPWM正弦脉冲宽度调制 2.3 SPWM控制方式 2.4 正弦脉宽调制的调制算法 2.5 Simulink仿真 2.5.1 单相全桥逆变电路仿真 2.5.2 三相全桥逆变电路仿真 2.6 本章小结 第三章 逆变电源的数学模型的建立及控制策略研究 3.1 单相逆变电源的数学模型 3.2 逆变器的控制策略研究 3.2.1 数字PID控制 3.2.2 电压瞬时值反馈的单闭环控制 3.2.3 引入滤波电感电流反馈的双闭环反馈控制 3.2.4 引入滤波电容电流反馈的双闭环反馈控制 3.3 本章小结 第四章 系统硬件设计方案 4.1 系统整体设计方案 4.2 逆变主电路设计 4.2.1 功率电路设计 4.2.2 保护电路设计 4.2.3 滤波电路设计 4.3 控制电路设计 4.3.1 系统电源模块设计 4.3.4 A/D转换模块 4.3.2 系统信号调理电路设计 4.5 本章小结 第五章 系统软件设计方案 5.1 下位机软件设计 5.1.1 DSP程序设计 5.2 上位机程序设计 5.2.1 虚拟仪器开发平台介绍 5.2.4 LabVIEW上位机程序设计 5.3 本章小结 结论与展望
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