基于dsp新型spwm算法探究和实现

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1、基于DSP新型SPWM算法探究和实现摘要：通过分析各种SPWM采样算法的优点与缺陷，提出了一种新的SPWM采样算法，并采用Matlab软件计算出在该算法下开关器件的开通与关断时刻点，同时将其与规则采样法、切线采样法的时刻点比较。结果表明：新型的采样算法产生的SPWM脉冲比规则采样法、切线采样法更接近自然采样算法产生的脉冲，计算量远远小于自然算法，体现了该新型采样算法的优越性。最后通过DSP验证该新型算法的可行性。关键词：正弦波脉冲宽度调制；自然采样算法；规则采样；切线采样；逆变器中图分类号：TN919?34；TM921.5文献标识码：A文章编号:10047373X(2

2、013)2470160704ResearchandimplementationofnewSPWMalgorithmbaseonDSPXUChao,YUZi?rong,CHENLi?juan(SchoolofInformationEngineering,NanchangInstituteofAeronauticalUniversity,Nanchang330063,China)Abstract：AnovelSPWMsamplingalgorithmisproposedonthebasisoftheanalysisonadvantagesanddisadvantageso

3、fvariousSPWMsamplingalgotithms・Theon?offtimeofswitchelementobtainedbythealgorithmwascalculatedwithMatlabsoftware,whichwascomparedwiththoseofregularsamplingalgorithmandtangentsamplingalgotithm・Theresultsshowthisnewsamplingalgorithmismoreaccuratethanregularsamplingalgorithmandtangentsampl

4、ingalgorithm,anditscalculationquantityismuchlessthanthena/turalsamplealgorithm,whichreflectsthesuperiorityofthenewsamplingalgorithm・ThefeasibilityofthenovelalgorithmwasvalidatedbyDSP・Keywords:SPWM；naturalsamplingalgorithm；regularsampling；tangentsampling；inverter0引言随着电力电子技术的不断发展，逆变技术已经应用

5、在生活的各个领域中。SPWM控制技术作为逆变技术的核心环节，逐渐受到人们的关注与重视，其主要理论基础是采样控制中的面积等效原理［1］。具体而言，SPWM技术是通过控制每个周期内脉冲个数且让一连串脉冲的占空比按照正弦波规律变化。因此，调节调制波的电压幅值与频率可改变逆变后的电压幅值与频率，且这种电脉冲序列可使负载电流中的高次谐波大大减少，实现标准正弦波的输出。本文通过分析几种已有的SPWM波算法，拟提出一种新的生成SPWM波的算法，并利用Matlab软件计算出开关器件的通断时刻，同时将DSP作为主控芯片以方便实现标准正弦波形的输出。1SPWM采样算法由于微处理器和控制技

6、术的进步，运用软件编程实现SPWM的方式逐渐成为主流，相比于硬件电路而言，不仅提高了精度，而且很大程度降低了设计难度。目前主要生成SPWM的方法有自然采样法、规则采样法、切线采样法等。1.1自然采样法自然采样法［2?3］是目前实现SPWM波的一种理想算法，即一个周期内三角载波与正弦调制波相交的两点作为通断时刻。此方法能够精准算出每个脉冲宽度以及通断时刻，脉冲逼近程度最接近标准正弦波，但求解时得到的脉冲宽度表达式是一种超越方程，在实时控制中难以计算，不利于工程上运用。1.2规则采样法规则采样算法是为解决自然算法计算量大、复杂等不足而提出的。其主要原理是利用三角载波的对称

7、轴与正弦调制波的交点，并过该点作平行于时间轴的直线且交三角载波与两点，将此两点作为通断时刻值。由几何关系可求得脉冲导通时间宽度。相比自然采样法，规则采样法简化了计算量,但是求解的精度较自然采样法有很大程度的降低。1.3切线采样法nN]+Msin2n-lnN]由于规则采样所获得开关器件的通断点存在明显的误差，因而提出切线采样法。具体算法原理如图1所示。图中调制波选择标准正弦波，髙频载波为等腰三角波序列，同时,设定载波的峰值Utm的绝对值为1,具体函数表达式分别如式(1)〜式(4)所示：[Ur=UMsincdt](1)[utl=-kt+4n-3](2)[