文档介绍：南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
随着飞行器飞行速度的不断提高,为了提高其性能,人们将越来越多的目光转移
到飞行器翼面流场的主动控制。合成射流控制是国际上近几年提出的一种全新的流场
控制技术,其驱动器结构简单,便于控制,功率消耗低成为了流场控制中最具发展潜
力的方法之一。其中射流的产生主要途径之一便是利用振动隔膜式合成射流驱动器。
该驱动器主要依靠贴于振动隔膜上的压电材料在高压正弦信号激励下振动而产生射
流。为了实现驱动器动力自给和自主控制,可以利用飞机表面的热能将其转变为电能,
然后通过电源转换电路直接为合成射流驱动器提供正弦激励信号,这样可以摆脱机载
电源系统的限制,同时也可以对飞行器表面起到散热的作用。
热电转化模块可以提供低压直流电,而所需要的激励信号源为高压正弦交流电。
因此,如何实现从低压直流电到幅频可调高压正弦交流电便成了本文研究的重点。考
虑到电源的特殊应用环境和驱动对象—容性压电材料,设计必须满足小型化和集成化
要求,输出频率范围足够宽,运行可靠,并通过闭环控制实现输出波形的稳定。
本文首先对适于课题的两种脉宽调制方式进行了深入分析与对比,并结合它们的
优点提出了合成脉宽调制技术,大幅拓宽了电源的输出频率范围。然后以 TI 公司的
最新 DSP 微控制器芯片 TMS320F2812 为核心,完成了整个变频电源的系统设计。整
个系统分为四大模块,分别是升压模块、逆变模块、控制模块以及滤波模块。除此以
外还有必要的保护电路、隔离驱动电路、闭环控制采样电路和显示电路等辅助电路。
文中针对特殊的应用背景及要求对每个模块进行了详细设计,并最终实现了集成化。
最后利用 C 语言对微处理器进行编程,成功实现了利用 DSP 生成合成脉宽调制波,
进而通过对全桥逆变电路进行控制,在主电路中生成相应的合成脉宽调制波,滤波后
得到所需要的正弦波,整个系统的成功设计为变频电源在电机变频调速以外的应用领
域的进一步发展起到了一定的推动作用。
关键词:TMS320F2812,正弦脉宽调制技术,特定消谐脉宽调制,逆变电源, 变频
电源,升压技术,滤波器
I
基于 DSP 的小型宽带变频驱动集成电源系统的研究
Abstract
In order to enhance the performance of aircraft while it is flying at increasing high
speed, people pay more and more attention on the active flow control of adaptive wing
boundary. The synthetic jet control is a new main flow control technology presented recent
years. It es one of the highest potential methods for flow control, because its
actuator has a simple structure and easily to be controlled and less power consume. In
general, the synthetic jet is generated through the vibration of the membrane of the actuator
driven by piezoelectric materials with sine wave signal simulating. In order to realize
actuator power self-support and self-control, the heat energy of aircraft structure could be
transmitted to electrical power. Then through the power conversion circuit, the needed
sine-wave simulating signal for synthetic flow actuator could be generated. In this way the
actuator could work under no constraint of aircraft carrying power system, and also draw
off the heat for aircraft structure.
The