2．3 PI調節器數字化

為模擬PI調節示意圖，可以計算出

?

離散化后整理可得：

?

　　3 基于DSP的控制軟件

　　實現逆變器控制主要依靠DSP的事件管理模塊和A／D轉換模塊。事件管理模塊由通用定時器f提供時間基準)、非對稱／對稱波形發生器、可編程的死區發生單元、輸出邏輯控制單元等組成，以實現SPWM波。A／D轉換模塊采樣輸人的平均電壓并轉換為數字信號。

　　3．1 HSPWM控制方式軟件實現

　如圖4所示，SPWM波是用三角波和正弦波相交比較而得到的。采用DSP產生SPWM波的設置如下：

　　三角波的獲得是將事件管理器計數模式設置為連續增減計數，其計數從0增到TxPR再減到0，其周期為2TxPR，即載波的周期為2TxPR。由于正弦波采用在線計算會影響運行速度，所以采用離線計算方法。在程序開始時．按照規則采樣法計算nTe處的正弦值(即三角波和正弦波比較點的值)，并存于數組中，需要時通過中斷調用該值。

　　SPWM波的獲得是在DSP事件管理器的比較單元工作時，通用定時器的計數器TxCNI’的值與比較寄存器CMPRx的值不斷進行比較。當二者匹配時，PWM電路按照輸出邏輯輸出二路極性相反的PWM波。在逆變器控制中，載波比固定，半個周期內輸出的脈沖個數、占空比固定，TxPR值固定，形成SPWM正弦波的CMPRx的值為TxPRMsinomTc，所以，在計數器計數最大時(TxCNll-TxPR，即三角波凸點處)中斷．更新CMPRx的值，就可以輸出SPWM。
HSPWM控制信號Uvi與Uv2、Uv3與Uv4極性相反。在DSP中只需要兩個全比較單元。如UV1與UV2控制信號，在前半周期，CMPRx設置為0，則輸出相對應的高、低電平控制信號，在后半周期，利用中斷更新CMPRx的值即可獲得圖3所示的UVI與Uv2控制信號UV3與UⅥ控制信號。同理可獲得。產生HSPWM控制信號的軟件流程如圖6所示。

　　3．2 PI算法的軟件

　　采用平均電壓反饋的逆變器，需要采樣輸出電壓的平均值。電壓采樣值低于3．3V可直接輸入DSP的A／D通道進行轉換以獲得Vf(k)，再確定Kp和K1即可。

　　在實際應用中，還需對PI調節器加以限制．當偏差值輸入較大時，輸出值會很大，可能會使輸出飽和，這樣對開關管有很大的沖擊，而且會導致系統不穩定。所以需要對PI調節器的輸出限幅，即當I u(k)|>umax時，令u=umax或u=umin。

　　另外，PI控制器中積分環節的目的主要是消除靜差、提高精度。但在電壓大幅度變化如啟動、結束時，在短時間內系統輸出有很大的偏差．會造成PI運算的積分積累，從而引起較大的超調．導致系統的振蕩。根據實際情況，設定閾值δ>0。當le(k)I>δ時．

　　采用DSP控制，這樣可避免過大的超調，而且保持較快的響應速度。當le（k)|≤ω時，采用PI控制，可保證系統的控制精度。具體程序流程。

　　4 實驗及結論

　　以DSP控制4kW、230V、400Hz逆變器時的各部分波形如圖8所示。實驗結果表明，基于DSP控制的逆變器可以滿足要求。

?