基于DSP的機(jī)車空調(diào)電源控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著鐵路運(yùn)輸日益高速、高密度方向的發(fā)展，優(yōu)化機(jī)車司機(jī)室的工作環(huán)境進(jìn)而保證行車安全變得愈發(fā)重要。但是由于機(jī)車內(nèi)環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，如機(jī)車震動(dòng)幅度較大、高溫、較強(qiáng)的電磁干擾作用、車門頻繁開閉等問題，并且機(jī)車配備電源通常都有供電品質(zhì)較差等缺陷，機(jī)車電源與空調(diào)不宜直接連接使用。因此，機(jī)車空調(diào)需另行配置專用的供電電源系統(tǒng)，才能確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，起到改善司機(jī)室工作環(huán)境的作用，進(jìn)而確保行車安全。
　　數(shù)字化技術(shù)尤其是DSP在數(shù)字電源控制中的運(yùn)用，顛覆了

2、此前只憑借模擬電路以及單片機(jī)無法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電源控制的僵局，并且使得電源控制功能更加精準(zhǔn)、更加靈活。本課題將圍繞TMS320F2812型控制芯片展開，設(shè)計(jì)一套機(jī)車空調(diào)電源控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)車空調(diào)電源數(shù)字化控制功能，從而能夠?yàn)闄C(jī)車空調(diào)提供更加穩(wěn)定且與其供電需求相符的電壓、電流以及功率，確保空調(diào)穩(wěn)定工作。
　　機(jī)車空調(diào)電源控制系統(tǒng)的主電路主要包括斬波電路與逆變電路。前者采用升壓型斬波電路來提升直流電壓，把機(jī)車上的直流110V電壓增壓至540

3、V;后者采用了三相交流逆變器，將前者所獲得的直流電逆變?yōu)槿?80V交流電，供空調(diào)機(jī)組使用。
　　機(jī)車空調(diào)電源控制系統(tǒng)的控制電路主要以TMS320F2812型的DSP芯片為核心，外圍搭配設(shè)計(jì)相關(guān)功能模塊電路而構(gòu)成，并且輔以對(duì)應(yīng)控制系統(tǒng)程序模塊的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)空調(diào)電源系統(tǒng)的采集、控制以及輸出等功能，從而穩(wěn)定電源系統(tǒng)工作狀態(tài)。
　　本課題的主要研究工作內(nèi)容:
　　(1)完成了機(jī)車空調(diào)電源主電路的設(shè)計(jì):針對(duì)機(jī)車空調(diào)電源的特殊使用

4、環(huán)境因素，進(jìn)行兩種主電路設(shè)計(jì)方案的分析比較，對(duì)二者都展開了研究以及設(shè)計(jì)，而且對(duì)電路中用到的器件加以選型，最終選用“斬波器—逆變器”方案。
　　(2)完成了機(jī)車空調(diào)電源控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì):以F2812型DSP芯片為核心，搭配若干外圍輔助模塊組成了控制系統(tǒng)整體電路，其中包括顯示、信號(hào)采集、仿真接口、信號(hào)復(fù)位、時(shí)鐘、電源供電以及保護(hù)電路等組成模塊;最后詳細(xì)研究了IGBT關(guān)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相關(guān)要求，而且研究并設(shè)計(jì)了功率驅(qū)動(dòng)隔離電路。
　

5、　(3)完成了機(jī)車空調(diào)電源控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì):在F2812型DSP芯片的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了主程序與子程序相結(jié)合的模塊化控制軟件的整體設(shè)計(jì)，并且繪制了各個(gè)程序模塊的程序流程圖，從而完成相應(yīng)程序模塊的設(shè)計(jì)。其中，數(shù)字PID控制、針對(duì)采集信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換以及斬波-逆變兩個(gè)電路開關(guān)控制信號(hào)的生成環(huán)節(jié)，是控制系統(tǒng)軟件的核心功能。
　　(4)完成了機(jī)車空調(diào)電源控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:根據(jù)控制系統(tǒng)框架原理圖搭建控制系統(tǒng)硬件電路，運(yùn)行模塊程序聯(lián)機(jī)調(diào)試，記錄主