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摘要：為了將自抗擾控制算法應(yīng)用于有源電力濾波器，研究了基于DSll04控制板的并聯(lián)型有源電力濾波器 的硬件設(shè)計(jì)和控制算法實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。選定智能功率模塊(1PM)為有源電力濾波器的主電路之后，給出了系統(tǒng)硬件的總體結(jié)構(gòu)和布局。采用DSll04控制板，可以直接利用MATLAB/Simulink軟件，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的自抗擾控制框圖，并能將控制框圖自動(dòng)轉(zhuǎn)換成源代碼，下載到DSP中運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自抗擾控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了硬件實(shí)現(xiàn)方式的正確性，并且由于DSll04的卓越性能和友好的工作界面，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)、降低設(shè)計(jì)成本。
1)需要5 V，2.5 A/-12 V，0.2 A/12 V，0.3 A電源和1個(gè)32位5V的PCI插槽，功耗為18.5W。
2)主處理器采用MPC8240，PowerPC 630e芯片，計(jì)算主頻高達(dá)250MHz，64位浮點(diǎn)運(yùn)算，具有32k.的高速緩存。
3)1個(gè)32位遞減計(jì)數(shù)的高速采樣時(shí)鐘，4個(gè)32位的通用時(shí)鐘，64位的計(jì)時(shí)器。
4)32 MSDRAM，8 M閃存。
5)有多種中斷方式，如計(jì)數(shù)器中斷、串口中斷、從DSP中斷、ADC中斷和4個(gè)外部輸入中斷等。
6)多路復(fù)用的4個(gè)16位的ADC，輸入電壓范圍為±10 V，采樣時(shí)間可達(dá)2μs，>80 dB的信噪比：4個(gè)12位的ADC通道.輸入電壓范圍為±10V，采樣時(shí)間可達(dá)2ns，>65 dB的信噪比。
7)8通道16位模擬輸出，輸出電壓范圍土10V。
8)20位的數(shù)字I/O口，輸出電流±5 mA，一個(gè)串口輸出。 
ADRC算法可以解決一類不確定性對(duì)象的控制問(wèn)題，具有很強(qiáng)的魯棒性和適應(yīng)性，但其內(nèi)部包含有復(fù)雜的非線性函數(shù)，其中的計(jì)算復(fù)雜。采用基于DSll04設(shè)計(jì)的控制器，能夠?qū)⑺惴稍贛ATLAB的Simulink中，應(yīng)用S-Function對(duì)其中的主要構(gòu)成部分進(jìn)行編程處理，能夠?qū)崿F(xiàn)控制算法的可視化，不需要對(duì)源代碼進(jìn)行修改，可以大大縮減裝置的開(kāi)發(fā)周期和難度。
4 結(jié)論
本文介紹了基于DSP的有源電力濾波器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，詳細(xì)對(duì)系統(tǒng)的3個(gè)主要組成部分進(jìn)行了說(shuō)明，由于DSP給出的控制信號(hào)是數(shù)字式的，沒(méi)有模擬信號(hào)，故該系統(tǒng)是一個(gè)全數(shù)字控制系統(tǒng)。與普通的DSP相比;DSll04R&DControlBoard具有更高的運(yùn)算速度和更好的性能，能夠?qū)崿F(xiàn)象ADRC之類的復(fù)雜算法。同時(shí)，在軟件實(shí)現(xiàn)上，DSll04具有與MATLAB/Simulink的接口，能夠自動(dòng)將Simulink的控制框圖生成DSP使用的代碼，還具有對(duì)系統(tǒng)各種狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)功能和友好的圖形化界面，能夠只通過(guò)軟件的修改實(shí)現(xiàn)不同的控制策略。DSll04本身具有良好的性能價(jià)格比，無(wú)論在實(shí)際應(yīng)用和研究開(kāi)發(fā)中，都將會(huì)有廣闊的應(yīng)用前景。
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