基于DSP 的特定消諧脈寬調制波的實現

　　3 特定消諧脈寬調制技術的開關角的求解

　　特定諧波消除調制技術的核心是開關角的求解，但由于無法實現實時求解三角非線性超越方程組，本文采取的方法是離線計算出開關角供實時查詢。

　　特定諧波消除調制方法中的開關角求解過程如下:

　　第一步前面分析所得到的特定諧波消除的數學模型， 根據實際中所需要消去的諧波的個數和次數， 確定開關角個數;第二步建立非線性超越方程組，方程組在MATLAB中以f (x) = 0 的形式建立并保存為m 文件;第三步計算出方程初值，該初值的計算可以參考相關文獻;第四步在對非線性超越方程組求解函數“fsolve”參數設定完畢后， 調用該函數進行求解。

　　求解過程結束后， 可以得到一組開關角值， 將其存入DSP 中，制成一張開關角表，編制程序，利用在線查詢方式依次輸出特定諧波消除脈寬調制波。

　　4 SHE PWM 的頻譜分析

　　利用上述方法計算所得到的開關角的值在MATLAB中生成基波頻率為100Hz 的特定諧波消除脈寬調制波，并進行諧波頻譜分析， 可以得到如下頻譜分布圖:

圖2 SHE PWM 波形及其頻譜

　　由圖我們可以看出， 在基波頻率一定時， 開關角N的增加可以使得更多的低次諧波被消除，但同時也抬高了高次諧波。

　　5 特定諧波消除調制波的 DSP 實現

　　TMS320F2812 芯片采用先進的改進型哈佛結構，其程序存儲器和數據存儲器具有各自的總線結構， 從而它的處理能力達到最大; 它的指令執行速度為150MIPS，這種高性能使復雜控制算法的實時執行成為可能。在DSP 中， 當計數器值和比較寄存器值發生匹配時， 比較器輸出引腳的輸出方式有四種: 強制低、強制高、低有效和高有效。如果設置為強制低，則匹配時跳轉為低電平， 高有效則剛好相反。根據這個特點， 可在一個三角計數周期內設置與開關角相對應的比較值， 當比較匹配時通過在比較中斷服務程序中將輸出電平強制為原電平的反電平， 即如果原先為高電平， 則輸出方式設置為強制低， 如果原先為低電平， 則輸出方式設置為強制高， 如此便可以根據開關角值輸出所需要的特定消諧脈寬調制波。這樣一來可以通過一個計數器周期便可產生所有的正弦周期內的開關角， 這時計數器周期也就等于輸出正弦波周期。通過這樣的方法來產生特定消諧脈寬調制波更接近于特定消諧技術的數學模型。