【正文】 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：基于單片機(jī)的SPWM控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院:信息科學(xué)與工程學(xué)院專 業(yè):學(xué) 號(hào):學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師:日 期:武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)論文摘 要論文主要目的建立基于單片的SPWM調(diào)控系統(tǒng)，即用單片機(jī)產(chǎn)生SPWM波，其中，脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形稱為SPWM波。本論文中主要是根據(jù)SPWM法的原理，即通過(guò)控制電路中開關(guān)器件的通斷，使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應(yīng)區(qū)間內(nèi)的面積相等，并且在慣性環(huán)節(jié)上的效果基本相同，從而達(dá)到等效的效果。根據(jù)這個(gè)原理，先利用MATLAB計(jì)算出基波與載波的交點(diǎn)，計(jì)算出交點(diǎn)之間的持續(xù)時(shí)間，根據(jù)持續(xù)時(shí)間的值在單片機(jī)程序中建立一個(gè)數(shù)組，數(shù)組中的元素就是賦予定時(shí)器的初值，當(dāng)定時(shí)器溢出時(shí)，輸出電平自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，繼而查表，賦予下一個(gè)電平的持續(xù)時(shí)間，這樣一直反復(fù)下去，就可以得到一個(gè)SPWM波形。最后在protues中仿真，在示波器中可以看到SPWM波的波形。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)； Matlab； 查表； SPWM；仿真AbstractThe main purpose of the paper to establish a SPWM regulatory system based on single chip microputer , namely, Using a single chip microputer to generates SPWM wave,Among them, the pulse width changed by the law of sine is equal to the sine wave,this PWM wave calls SPWM wave.This paper is mainly based on the principle of SPWM law, namely, the switchoff device in the control circuit is on or off , So that the area of pulse voltage output and the area of the desired output sine wave in the corresponding sections are equal,And the effect on the inertia is substantially same, So as to achieve the equivalent effect, According to this principle, First using MATLAB to calculate the intersection of fundamental and carrier wave, Then calculating the duration between intersections, Based on the value of the duration ,Create an array in the microcontroller program, Elements in the array is initial value assigned to the timer, When the timer overflows, the output level will automatic reverse. Then look up table, Given the next duration of electrical level, Finally we simulate in protues ,then you can see the SPWM wave on the oscilloscope..Key words：Single chip microputer。 MATLAB。 Lookup table。 SPWM。 The simulation目 錄1 緒論 1 研究的背景及意義 1 研究目的及內(nèi)容 22 主電路工作原理 4 PWM控制的基本原理 4 SPWM法的基本原理 5 PWM控制方法 5 計(jì)算法 5 調(diào)制法 6 同步調(diào)制和異步調(diào)制 6 異步調(diào)制 6 同步調(diào)制 6 規(guī)則采樣法 73 單極性和雙極性PWM控制逆變電路分析 9 單相橋式PWM逆變電路 9 原理圖 9 單極性PWM控制方式 9 雙極性PWM控制方式 104 基于MATLAB的分析以及交點(diǎn)計(jì)算 12 MATLAB簡(jiǎn)介 12 查表產(chǎn)生SPWM波理論分析 12 Matlab計(jì)算程序及仿真圖形結(jié)果 135 單片機(jī)程序設(shè)計(jì) 19 AT89C52介紹 19 程序設(shè)計(jì)流程圖 22 C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)程序 23 程序運(yùn)行軟件Keil uVision2簡(jiǎn)介 23 主程序 24 中斷程序 25 仿真工具protues介紹 25 仿真電路圖 26 仿真顯示 266 結(jié)論 28參考文獻(xiàn) 29致 謝 30311 緒論 研究的背景及意義隨著科技的飛速發(fā)展，逆變器的使用越來(lái)越廣泛，逆變器能夠?qū)⒅绷麟娫崔D(zhuǎn)換為具有所需輸出電壓和頻率的交流電源。在換流器模式下，能夠操作相位的轉(zhuǎn)換器被稱為線換向逆變器。但線路換向逆變器要求在輸出端存在有用于換向的交流電源。這意味著線路換向逆變器不能用作隔離式AC電壓源或變頻發(fā)電機(jī)直流電源。因此，在整流逆變器的交流側(cè)電壓電平，頻率和波形不能被改變。另一方面，換向力的逆變器提供了一個(gè)獨(dú)立的電壓可調(diào)和頻率可調(diào)的交流輸出電壓，并因此更廣泛的應(yīng)用。逆變器的輸入電源是從現(xiàn)有的供電網(wǎng)絡(luò)，或從旋轉(zhuǎn)交流發(fā)電機(jī)通過(guò)整流器或電池，燃料電池,或從光伏陣列或磁流體動(dòng)力發(fā)生器獲得的。濾波電容器通過(guò)逆變器的輸入端來(lái)提供一個(gè)恒定的直流鏈路電壓，因此，該逆變器是一個(gè)可調(diào)節(jié)頻率的電壓源。逆變器可大致分為兩種類型，電壓源和電流源逆變器。電壓反相器（VFI）或電壓源逆變器（VSI）是其中一種具有小的或可忽略不計(jì)阻抗的直流源的逆變器。其在輸入端上的電壓是恒定的，電流源逆變器（CSI）被從高阻抗直流源獲得的可調(diào)節(jié)的電流反饋回來(lái)，因此還是一個(gè)恒定的直流調(diào)節(jié)電流。其中，PWM技術(shù)在逆變器電壓源中起著至關(guān)重要的作用。PWM技術(shù)的發(fā)展使得對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或者說(shuō)速度的控制更加容易，它可以通過(guò)控制PWM波的占空比，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于幾乎所有的逆變電路中都要通過(guò)用到PWM技術(shù)把直流電轉(zhuǎn)化為交流電，所以在電力電子技術(shù)中，PWM技術(shù)是必須掌握的一門技術(shù)。脈寬調(diào)制技術(shù)是根據(jù)各個(gè)負(fù)載調(diào)制FET柵極或集體管理的基極偏置的變化是正向偏置或反向偏置和晶體管的開啟時(shí)間，來(lái)控制模擬開關(guān)電源電路的輸出控制模式，該模式可使電源電壓的變化趨于穩(wěn)定，其工作方式是利用單片機(jī)來(lái)離散控制的非常有效的輸出技術(shù)?？刂坪?jiǎn)單靈敏和動(dòng)態(tài)響應(yīng)好的的PWM技術(shù)在電力電子技術(shù)被廣泛應(yīng)用，并且被人們緊密關(guān)注，研究，也是大學(xué)電子學(xué)中必學(xué)的一部分。由于對(duì)具有控制電流是否導(dǎo)通功能的開關(guān)器件的研究越來(lái)越深入以及讓對(duì)它們的使用更加廣泛,PWM技術(shù)在電力電子技術(shù)行業(yè),如：風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)等領(lǐng)域也得到使用。目前已經(jīng)提出并且被人們經(jīng)常使用的PWM控制方案就超過(guò)數(shù)十種。起初，PWM控制方案就幾種，但是在隨著微處理器的研究發(fā)展，并且在應(yīng)用于PWM技術(shù)之后，控制方案就開始日益增多，并且要求也越來(lái)越高。PWM控制技術(shù)發(fā)展逐漸完善。并且越來(lái)越多的控制方案被提出，研究氛圍越來(lái)越濃厚。而且不少方法已經(jīng)趨于成熟，有許多已經(jīng)被人們應(yīng)用于實(shí)際應(yīng)用中。在通信領(lǐng)域，由于PWM控制有具有很強(qiáng)的抗干擾力，在輸入端，人們一般先把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈寬寬度調(diào)制信號(hào)，然后在輸出端再轉(zhuǎn)換回來(lái)，并且通過(guò)低通濾波器濾掉高次諧波，這樣可以大大延長(zhǎng)通信距離。由于PWM不僅能夠具有低通濾波器的特點(diǎn)能夠?yàn)V除高頻波，還能夠?qū)崿F(xiàn)交流和直流之間的相互轉(zhuǎn)換，因此，它還應(yīng)用于調(diào)速交流驅(qū)動(dòng)器，感應(yīng)加熱，待機(jī)飛機(jī)電源，UPS（不間斷電源）等等其他能量變換系統(tǒng)中。SPWM即正弦脈寬調(diào)制被廣泛應(yīng)用于電力電子,從而獲得數(shù)字化電源 ，由于其電路簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用并且容易控制 所以SPWM開關(guān)技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中也被經(jīng)常使用。SPWM技術(shù)的特征是恒定幅度的脈沖在每個(gè)周期中具有不同的占空比為。通過(guò)對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，從而進(jìn)行對(duì)逆變器輸出電壓控制，并減少它的諧波含量，正弦脈寬調(diào)制或SPWM是在電機(jī)控制和變頻器應(yīng)用大多使用的方法，在單極和雙極PWM控制發(fā)展中SPWM電壓調(diào)制型被選擇，因?yàn)檫@種方法提供了有效地加倍逆變器電壓的開關(guān)頻率的優(yōu)點(diǎn)，從而使輸出濾波器更小，更便宜且更容易實(shí)現(xiàn)，以往，為了產(chǎn)生該信號(hào)，三角波作為載波信號(hào)與正弦波相比，且其頻率為期望的頻率。然而，國(guó)外對(duì)于SPWM控制的研究要遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)，它已經(jīng)經(jīng)歷三了發(fā)展階