基于DSP的PWM波形产生方法

攀枝花学院本科毕业设计（论文）

基于DSP的PWM波形发生器设计

学生姓名： 学生学号： 200320520075 院（系） 电气信息工程学院 年级专业： 03级电子信息工程 指导教师：

二〇〇七年六月

攀枝花学院本科毕业设计（论文） 摘要

摘 要

PWM波形发生器在20世纪70年代有了飞速的发展,20世纪80年代,PWM波形发生器已应用到各个工程技术领域，例如在工业控制中可以用它来控制各种电机、电力电子设备、逆变器等,它不管在军用还是在民用系统中都发挥了积极的作用。

本文首先对PWM波形发生器的基本原理和目前国内外的发展状况做了简单介绍，然后介绍了基于DSP的应用系统的开发流程，并对DSP的相关知识做了全面介绍，最后针对目前波形发生器的发展状况和实际生活中的应用，提出了基于DSP的PWM波形发生器的设计方法。

论文完成了基本的硬件电路设计和软件算法设计。硬件设计方面，基于DSP芯片的相关特点，采用了DSP的LF2407芯片来完成本课题的硬件电路设计。软件算法方面，根据要求采用了汇编语言进行程序设计，并给出

基于DSP的PWM波形发生器设计

学生姓名： 学生学号：

专 业：

二〇一五年十月

摘 要

PWM波形发生器在20世纪70年代有了飞速的发展,20世纪80年代,PWM波形发生器已应用到各个工程技术领域，例如在工业控制中可以用它来控制各种电机、电力电子设备、逆变器等,它不管在军用还是在民用系统中都发挥了积极的作用。

本文首先对PWM波形发生器的基本原理和目前国内外的发展状况做了简单介绍，然后介绍了基于DSP的应用系统的开发流程，并对DSP的相关知识做了全面介绍，最后针对目前波形发生器的发展状况和实际生活中的应用，提出了基于DSP的PWM波形发生器的设计方法。

论文完成了基本的硬件电路设计和软件算法设计。硬件设计方面，基于DSP芯片的相关特点，采用了DSP的LF2407芯片来完成本课题的硬件电路设计。软件算法方面，根据要求采用了汇编语言进行程序设计，并给出了相关的源程序以及调试过程，最后对本设计的可行性和性能误差进行了分析。

关键词 波形发生器，LF2407芯片，PWM，DSP

Ⅰ

目 录

摘 要 ................................

基于DSP的PWM波形发生器设计

学生姓名： 学生学号：

专 业：

二〇一五年十月

摘 要

PWM波形发生器在20世纪70年代有了飞速的发展,20世纪80年代,PWM波形发生器已应用到各个工程技术领域，例如在工业控制中可以用它来控制各种电机、电力电子设备、逆变器等,它不管在军用还是在民用系统中都发挥了积极的作用。

本文首先对PWM波形发生器的基本原理和目前国内外的发展状况做了简单介绍，然后介绍了基于DSP的应用系统的开发流程，并对DSP的相关知识做了全面介绍，最后针对目前波形发生器的发展状况和实际生活中的应用，提出了基于DSP的PWM波形发生器的设计方法。

论文完成了基本的硬件电路设计和软件算法设计。硬件设计方面，基于DSP芯片的相关特点，采用了DSP的LF2407芯片来完成本课题的硬件电路设计。软件算法方面，根据要求采用了汇编语言进行程序设计，并给出了相关的源程序以及调试过程，最后对本设计的可行性和性能误差进行了分析。

关键词 波形发生器，LF2407芯片，PWM，DSP

Ⅰ

目 录

摘 要 ................................

基于DSP的PWM波形发生器设计

学生姓名： 学生学号：

专 业：

二〇一五年十月

摘 要

PWM波形发生器在20世纪70年代有了飞速的发展,20世纪80年代,PWM波形发生器已应用到各个工程技术领域，例如在工业控制中可以用它来控制各种电机、电力电子设备、逆变器等,它不管在军用还是在民用系统中都发挥了积极的作用。

本文首先对PWM波形发生器的基本原理和目前国内外的发展状况做了简单介绍，然后介绍了基于DSP的应用系统的开发流程，并对DSP的相关知识做了全面介绍，最后针对目前波形发生器的发展状况和实际生活中的应用，提出了基于DSP的PWM波形发生器的设计方法。

论文完成了基本的硬件电路设计和软件算法设计。硬件设计方面，基于DSP芯片的相关特点，采用了DSP的LF2407芯片来完成本课题的硬件电路设计。软件算法方面，根据要求采用了汇编语言进行程序设计，并给出了相关的源程序以及调试过程，最后对本设计的可行性和性能误差进行了分析。

关键词 波形发生器，LF2407芯片，PWM，DSP

Ⅰ

目 录

摘 要 ................................

PIＤ功能详解

一、PID控制简介

PID( Propｏｒｔionａl ＩntegraｌDerｉｖativｅ)控制就是最早发展起来得控制策略之一,由于其算法简单、鲁棒性好与可靠性高,被广泛应用于工业过程控制,尤其适用于可建立精确数学模型得确定性控制系统、

在工程实际中,应用最为广泛得调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称ＰID控制,又称PID调节,它实际上就是一种算法。PＩD控制器问世至今已有近 70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制得主要技术之一。当被控对象得结构与参数不能完全掌握,或得不到精确得数学模型时,控制理论得其它技术难以采用时,系统控制器得结构与参数必须依靠经验与现场调试来确定,这时应用PＩD控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统与被控对象,或不能通过有效得测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术、PＩD控制,实际中也有PI与PＤ控制。PID控制器就就是根据系统得误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制得。

从信号变换得角度而言,超前校正、滞后校正、滞后－超前校正可以总结为比例、积分、微分三种运算及其组合、

PＩD调节器得适用范围:PＩD调节控制就是一个传统控制方法,它适用于温度、压力

PIＤ功能详解

一、PID控制简介

PID( Propｏｒｔionａl ＩntegraｌDerｉｖativｅ)控制就是最早发展起来得控制策略之一,由于其算法简单、鲁棒性好与可靠性高,被广泛应用于工业过程控制,尤其适用于可建立精确数学模型得确定性控制系统、

在工程实际中,应用最为广泛得调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称ＰID控制,又称PID调节,它实际上就是一种算法。PＩD控制器问世至今已有近 70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制得主要技术之一。当被控对象得结构与参数不能完全掌握,或得不到精确得数学模型时,控制理论得其它技术难以采用时,系统控制器得结构与参数必须依靠经验与现场调试来确定,这时应用PＩD控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统与被控对象,或不能通过有效得测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术、PＩD控制,实际中也有PI与PＤ控制。PID控制器就就是根据系统得误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制得。

从信号变换得角度而言,超前校正、滞后校正、滞后－超前校正可以总结为比例、积分、微分三种运算及其组合、

PＩD调节器得适用范围:PＩD调节控制就是一个传统控制方法,它适用于温度、压力

基于DSP的直接功率控制三相PWM整流器

摘要：本文研究了三相PWM整流器的直接功率控制（DPC）原理，结合一种专门设计的开关表对有功和无功功率进行Bang-Bang控制。通过样机的实验表明，直接功率控制具有结构简单，高功率因数，稳定的直流输出电压和快速的动态响应等优点。 关键词：PWM整流器；直接功率控制；DSP 1 引言

随着电力电子装置不断用于各个领域，其中大量使用的不控整流设备只能实现能量的单向传输，并且功率因数低，对电网的谐波污染十分严重。应用直接功率控制（DPC）的三相PWM整流能有效改善电流波形的畸变，获得高功率因数；而且相对于电流控制的PWM整流器，它省去了内部的电流环，减少了参数调试，在数字实现中无需旋转坐标变换，直接对有功和无功功率运用Bang-Bang控制，具有结构简单，输出稳定，动态响应速度快等优点。 2 系统构成和控制策略

2.1 三相PWM整流器的数学模型

图1为三相PWM整流器主电路图，定义A相的开关信号为Sa，则Sa=1时，VT1开通，VT2关断；

Sa=0时，VT1关断，VT2导通。同样的定义B相和C相开关信号为Sb和Sc。Ud为直流电压，L为滤波电抗器的电感（此处忽略电阻）

电子制作

（自动化10级）

波形产生电路模块

学生姓名 学 号 院 系 工学院电气与信息工程系 专 业 自动化 指导教师 填写日期 2012-07-04

绍兴文理学院《电子制作》

目录

一．实验目的 ................................................................................................................ 1 二．实验元器件 ............................................................................................................ 1 三．实验原理与参考电路 ..................................

化

第6章 脉冲波形的产生与变化6.1

脉冲信号多谐振荡器 单稳态触发器 施密特触发器 555定时器

6.2

6.3

6.4 6.5

6.1 脉冲信号

6.1.1 脉冲信号的概念 6.1.2 脉冲信号的参数 6.1.3 脉冲信号的产生方法

6.1.1 脉冲信号的概念脉冲信号的种类很多，根据脉冲出现 的形式可分为电脉冲和非电脉冲，在电子 线路中，使用的是电脉冲，简称为脉冲。 广义的脉冲信号是指不连续的非正弦 电压或电流，狭义的脉冲信号是指有规律 的突变电压或电流。

常见的脉冲有矩形波、三角波、锯齿 波、阶梯波等等。 典型的矩形脉冲产生电路有双稳态触 发电路、单稳态触发电路和多谐振荡电路3 种类型。

6.1.2 脉冲信号的参数脉冲信号波形参数各不相同，在数字 电路中，为了定量描述脉冲波形的特性， 经常使用如图6-1所示的5个基本参数。 (1)脉冲幅度 (2)脉冲上升时间 (3)脉冲下降时间 (4)脉冲宽度 (5)脉冲周期 (6)占空比

图6-1

矩形波的基本参数

6.1.3 脉冲信号的产生方法在数字系统中，常用以下两种方法产 生所需要的脉冲信号： (1)利用振荡器直接产生所需要的脉 冲波形。能够自动产生脉冲信号的电路称 为多谐振荡电路或多谐振荡器。

(2)利用变换电路将已有

SPWM波形优化算法及其DSP实现

1.引言

从逆变器诞生之日起人们就把改善输出波形，消除谐波，提高波形质量作为一项重要的研究内容,所以对SPWM波形的谐波分析有着十分重要的意义[1]。对于实时计算的PWM控制方法常常需要建立数学模型，较为常用的是采样型的SPWM法。文[2]指出,在对正弦波进行调制时，采用三角波作为载波比用锯齿波产生更少的谐波分量，自然采样SPWM法就是通过正弦波与三角波的比较来决定开关点的位置，原理简单易于用模拟电路实现，但由于其开关模式不能用显式表达，难以用微机实现实时控制，因此发展了规则采样法。

本文给出了一种基于DSP的对称规则SPWM生成法——开关点预置算法，开关点预置最优SPWM控制波形的确定是以输出THD性能指标最小为优化目标，在同样开关频率的前提条件下，从所有可能的开关控制波形中唯一地筛选出来的，因此所选取的开关控制波形即为同样开关频率下所有SPWM控制波形中最优的选择，以此来控制逆变桥开关，其最终输出正弦信号也必然地具有最优性。

2.对称规则SPWM波的生成

自然取样法的主要问题是SPWM波形每一个脉冲的起始和结束时刻tA和tB对于三角载波的中心线不对称，因而求解困难[3]。工程上实用的方法要求计算简单，误