用于壓電合成射流驅(qū)動(dòng)器的幅頻可調(diào)驅(qū)動(dòng)控制器研究.pdf

1、壓電合成射流驅(qū)動(dòng)器（PSJA）是一種低能耗的微型射流裝置，它在流場(chǎng)邊界層控制方面有著潛在的應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)流場(chǎng)的主動(dòng)控制，該驅(qū)動(dòng)器必須用一種具有高電壓、低電流、可調(diào)頻率和較少諧波的信號(hào)來驅(qū)動(dòng)，傳統(tǒng)逆變器無法直接用于驅(qū)動(dòng)PSJA，因此本文提出并開發(fā)了一種新型的PSJA專用驅(qū)動(dòng)控制器。 本文提出的驅(qū)動(dòng)控制器系統(tǒng)采用DSP(TMS320F2812)進(jìn)行控制，并且通過DC-DC、DC-AC、濾波電路和輸出電壓PI控制四個(gè)部分聯(lián)合來實(shí)現(xiàn)高精

2、度、寬范圍的幅頻可調(diào)功能。即系統(tǒng)可提供輸出電壓從12V到200V可變，頻率從20Hz到5000Hz可變的正弦信號(hào)。 由于該驅(qū)動(dòng)控制器的特殊應(yīng)用背景和驅(qū)動(dòng)對(duì)象，前級(jí)DC-DC環(huán)節(jié)主電路采用半橋變換電路，通過DSP進(jìn)行控制。DC-DC的給定信號(hào) 根據(jù)所需驅(qū)動(dòng)的合成射流驅(qū)動(dòng)器來給定，從而獲得可調(diào)的直流電壓。后級(jí)DC-AC環(huán)節(jié)采用全橋逆變電路，在該電路的調(diào)制方法上提出了合成脈寬調(diào)制方法，即當(dāng)輸出基波頻率低于1000Hz時(shí)采用正弦脈寬調(diào)制

3、，高于1000Hz時(shí)采用特定消諧脈寬調(diào)制。最后整個(gè)系統(tǒng)的控制采用電壓PI控制，從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的閉環(huán)控制。本文首先給出了一個(gè)整體的設(shè)計(jì)方案，并介紹了各個(gè)部分硬件電路的實(shí)現(xiàn)，包括DC-DC主電路、DC-AC主電路、輸出電壓采樣和調(diào)整電路等。接著詳細(xì)介紹了變換器和逆變器的工作原理，通過分析給出電路參數(shù)設(shè)計(jì)的詳細(xì)過程，然后介紹了系統(tǒng)的軟件部分，包括軟件設(shè)計(jì)的幾個(gè)要點(diǎn)并給出系統(tǒng)程序流程圖。最后實(shí)驗(yàn)證明了本文提出的驅(qū)動(dòng)控制器可以替代傳統(tǒng)分立式驅(qū)