基于神經(jīng)元PID控制的交流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)設(shè)計及開發(fā).pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)和科技的飛速發(fā)展，各種用電場合對市電的穩(wěn)定性和波形質(zhì)量有了更高的要求。相反，如果供電達(dá)不到要求，會使得用電設(shè)備無法正常工作，甚至?xí)笠?guī)模損壞設(shè)備。是以，社會和科技的發(fā)展對穩(wěn)壓電源的研究提出了新的課題。除此以外，直流無刷電機(jī)由于其高效率低能耗的特點，將會在節(jié)能減排的社會大環(huán)境下，為我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)獻(xiàn)進(jìn)策。
　　為了實現(xiàn)以直流無刷電機(jī)的神經(jīng)元PID算法控制為核心的交流穩(wěn)壓電源的設(shè)計和開發(fā)。本文分別在硬件設(shè)計和軟件設(shè)計

2、兩個層面上逐步實現(xiàn)功能。核心的設(shè)計思路為：以電壓采集模塊為基礎(chǔ)，對單片機(jī)和PC端實時提供穩(wěn)壓電源輸出電壓的實際值，然后經(jīng)過算法處理，修改控制量的大小，從而對電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向?qū)崟r控制，最終實現(xiàn)變壓器匝數(shù)的實時變化。使得穩(wěn)壓電源在輸入電壓波動的情況下，輸出電壓始終保持在220V左右。神經(jīng)元PID算法的應(yīng)用，明顯改善了控制精度和反映速度，輸出電壓始終逼近220V。除此以外，論文還涉及到了不同的配套功能。
　　首先，本文基于STC15單片

3、機(jī)為核心，分別組建了控制系統(tǒng)電源模塊、電機(jī)控制模塊、電壓電流采樣模塊、MCU單元、串口通信模塊，穩(wěn)壓系統(tǒng)保護(hù)模塊等等，從而滿足了穩(wěn)壓器的系統(tǒng)完整性。然后，通過電壓采集模塊、MCU模塊和電機(jī)控制模塊實現(xiàn)了對穩(wěn)壓器輸出電壓的閉環(huán)控制。
　　單片機(jī)端采用STC15和C語言實現(xiàn)了對電機(jī)的經(jīng)典PID控制。在此基礎(chǔ)上，完成了系統(tǒng)其余模塊的驅(qū)動程序的編寫。比如AD采樣的初始化，采樣濾波程序的編寫，風(fēng)扇和繼電器的驅(qū)動程序，LED顯示驅(qū)動程序，串口

4、通信驅(qū)動程序。
　　采用Delphi編寫了神經(jīng)元PID算法窗口。在窗口內(nèi)，可以設(shè)置算法的學(xué)習(xí)參數(shù)，從而調(diào)節(jié)算法的學(xué)習(xí)速率。算法實現(xiàn)以后，基于串口，將演算結(jié)果發(fā)送給單片機(jī)。單片機(jī)收到數(shù)據(jù)以后，轉(zhuǎn)化為PWM波占空比大小，從而實現(xiàn)電機(jī)調(diào)速。
　　最后，在上位機(jī)程序中添加數(shù)據(jù)分析處理功能。程序?qū)⒔?jīng)典PID與神經(jīng)元PID的結(jié)果進(jìn)行比較，從而更加直觀地體現(xiàn)了控制性能上的差距。經(jīng)過實驗，本文證明，神經(jīng)元PID算法，提高了作為穩(wěn)壓電源系統(tǒng)核