嵌入式PID整流控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，整流控制也從模擬時代逐步進入到全控數(shù)字時代。可控硅整流作為主要的整流方式，對控制精度和速度的要求越來越高。傳統(tǒng)的控制芯片如單片機等已經(jīng)難以適應復雜控制電路的實際要求，逐漸被性能更高的ARM(Advanced RISC Machines)、DSP(Digital Signal Processing)、 CPLD(Complex Programmable LogicDevice)等芯片所取代。本文設(shè)計了一種基于A

2、RM和CPLD的三相全控橋式整流電路控制系統(tǒng)，采用PID(Proportion Integration Differentiation)控制策略，旨在實現(xiàn)一種嵌入式高精度全控PID整流控制系統(tǒng)。
　　硬件設(shè)計上，采用ARM芯片實現(xiàn)PID控制模塊，使用CPLD設(shè)計脈沖發(fā)生器。這樣做的目的在于更好地發(fā)揮ARM芯片的系統(tǒng)協(xié)調(diào)功能，同時可以利用CPLD編程靈活的特點實現(xiàn)觸發(fā)脈沖電路，減輕ARM芯片的計算負擔。ARM芯片采用意法半導體公司的

3、STM32103F芯片;CPLD采用Lattice公司LCMXO1200C-3T100C芯片。顯示屏使用海藍微芯公司的集成式彩色觸摸顯示屏LJD-ZN-4300T。
　　軟件設(shè)計采用C語言編程，在分析和研究了STM32芯片的使用流程后，給出了具體的實現(xiàn)方法，并設(shè)計了控制界面。CPLD實現(xiàn)的脈沖發(fā)生器采用Verilog HDL硬件編程語言，并在Modelsim SE6.1仿真軟件中進行了時序仿真，證明了RTL(Register Tr

4、ansfer Level)電路的正確性。
　　PID控制算法的參數(shù)整定，采用微粒群優(yōu)化算法(Particle SwarmOptimizer)，PSO作為整定算法。PSO算法具有全局尋優(yōu)效果好和收斂快速的特性。參數(shù)整定是在對PID控制系統(tǒng)數(shù)學建模的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，本文采用Matlab仿真軟件對三相橋式全控整流電路進行了仿真，并在仿真系統(tǒng)中完成了PID控制系統(tǒng)的參數(shù)整定。
　　論文最后介紹了嵌入式PID整流控制系統(tǒng)的實際運行效果，