摘要：为了对数码发电机波形进行很好的控制，输出稳定的交流电压，本文提出同时对直流测电压和交流输出电压进行闭环控制的方案：当负载变化大时，通过转速闭环控制来间接对直流测电压进行控制；当负载变化不大时，通过调制度M实现电压闭环控制来达到对交流输出电压的控制。这样可以覆盖所有负载范围，达到快速响应和良好的静态精度的目的。

关键词：数码发电机 直流测电压 交流电压 调制度M

中图分类号:TM161文献标识码：A文章编号：1007-9416(2011)11-0012-02

THE OUTPUT WAVE CONTROL OF DIGITAL GENERATOR

Yu Hong1,2,Chen Ming-Kai2

(1.Fuzhou Strait Volcation &Technological college,Fuzhou,350014; 2.Fuzhou University, Fuzhou 350002)

Abstract：The paper put forwards the project of controlling the measure DC voltage and the output AC voltage synchronously to control the output signal.The main method is that when the load changes sharply,the measure DC voltage is controlled through the closed-loop control of the rotation;however,when the load changes stably,the output voltage is controlled through the closed-loop control of the modulation ratio M.In this way,we can control the whole load range,have quick response and a better static accuracy.

Key words:Digital Generator DC voltage AC voltage Modulation ratio M

1、引言

数码发电机，与普通汽油发电机组相比，具有体积小、重量轻、效率高、输出电压稳、波形好等优点[1]。鉴于它的这些优点，越来越多人对其进行研究[2-3]，如何控制数码发电机的输出波形尤为关键。为了输出稳定的交流电压，本文提出同时对直流测电压和交流输出电压进行闭环控制的方案：当负载变化大时，通过转速闭环控制来间接对直流测电压进行控制；当负载变化不大时，通过调制度M实现电压闭环控制来达到对交流输出电压的控制。这样可以覆盖所有负载范围，达到快速响应和良好的静态精度的目的。

2、交流电压闭环控制

当负载变化不大时，本文通过调节调制度M实现交流输出电压闭环控制,以获得更好的动态响应。利用一个闭环PI调节，当系统自动检测到交流输出电压发生变化时相应的改变M的值，使得输出交流电压保持在额定值220V不变，达到稳压的功能，其控制图如图1所示。

3、调制度M的PI控制程序

void CalculTiaoZhiDuM(void)

{long lOb,lPP,lIP,lVoltageE;

static long lStaticSumVE;

lOb=HWREG(ALARM_Ob_FAd); // 电压目标值

lPP = HWREG(ALARM_PP_FAd);

lIP = HWREG(ALARM_IP_FAd);

lVoltageE=(lOb-(long)ulDispVrms)*10000/lOb; // 电压偏差相对值

lStaticSumVE+=lVoltageE; // 电压偏差积分

if(lStaticSumVE>50000)// 积分饱和处理

lStaticSumVE = 50000;

else if(lStaticSumVE<-50000)

lStaticSumVE = -50000;

lTiaoZhiDuM = 9500+lPP*lVoltageE/10000+lStaticSumVE/lIP;

if(lTiaoZhiDuM>=10000 )

lTiaoZhiDuM = 9999 ;

else if(lTiaoZhiDuM<9000 )

lTiaoZhiDuM = 9000 ;

}

实验表明当比例系数P=750，积分系数I=60时,系统获得了很好的动态响应。

4、对直流测电压的控制

为了输出稳定的交流电压，除了调节调制度M外，当负载变化较大时，应稳定直流测电压。对于直流电压控制有两种方案：

4.1 第一种方案

采用位式控制方案，它是一种非线性控制方法，理想情况的控制量是矩形波，位式控制分二位式和三位式。二位式控制只有高位和低位状态，即控制输出只有100%输出和0输出两种状态。当测量值（被控量）小于设定值时，继电器开关闭合，控制输出为100%，即控制量OP处于高位状态；当测量值大于设定值时，继电器开关断开，控制输出为零，即控制量OP处于低位状态，由此可见它的输出只有两个数值（最大或最小），其执行机构只有两个特定的位置（关或开）。

位式控制器结构简单、成本较低、易于实现，应用较普遍。但它的控制作用不是连续变化的，由它所构成的位式控制系统其被控变量的变化将是一个等幅振荡过程，不可能使被控变量稳定在某一个数值上。

给定直流测电压的上限和下限，当输入高于上限时，即时则调节步进电机，令步进电机反转一步，以关小汽油机油门，当输入低于下限时，即时则调节步进电机，令步进电机正转一步，以开大汽油机油门，控制图如图2所示：

实际应用中是利用电压比较器对输入直流电压进行比较，即用电位器整定基准值，图3所示的是其中一个比较线路图，但是这种方法生产工艺麻烦。

4.2 第二种方案

采用定时器捕获方式测量发电机周期,从而计算发电机的频率及转速,与给定值比较实现转速闭环控制，即实现直流侧电压的间接闭环控制。与第一种方案相比，这种方案可以实现转速的连续控制，又简单地实现了直流电压与控制回路的电气隔离，简化了结构。发电机电压整形电路如下图所示

转速闭环控制框图如下图所示：

考虑到发电机的内阻，转速闭环控制并不是直流测电压闭环控制，实际上当负载变化时直流测电压是有差的。为了补偿负载变化对直流测电压的影响，可以选择带扰动前馈的复合控制方案。如图6所示。

5、结语

为了在负载变化时，数码发电机系统能够提供稳定的交流电压输出。本文在控制方法上采用同时对直流测电压及交流输出电压实行闭环控制。即当负载变化较大时，控制汽油机油门以保证直流测电压稳定。本文采用转速闭环间接控制直流测电压，这样既便于高压侧与控制电路的隔离，增加系统的可靠性，又实现了直流测电压的连续调节。当负载变化不大时通过调制度M实现闭环控制来达到对交流输出电压的控制。这样可以覆盖所有负载范围，达到快速响应和良好的静态精度的目的。

参考文献

[1]宗平.开普数码发电机组.军民两用技术与产品,2005(02).

[2]苏玉刚,刘国庆,唐春森.数码发电机逆变器的研制.重庆理工大学学报(自然科学),2010,24(2).

[3]苏玉刚，李欧迅，刘国庆.数码发电机的整流稳压电源数字触发器设计.重庆工学院学报(自然科学),2009,23(5).