在线式UPS电源的数字化控制技术研究

合集下载

在线式UPS电源的智能监控与远程管理技术

在线式UPS电源的智能监控与远程管理技术随着信息技术的发展，大量的企业和机构对稳定可靠的电力供应提出了更高的要求。

在电力系统中，UPS（不间断电源）起着关键的作用，它能够在主电源发生故障时提供稳定的备用电源，确保系统的连续运行。

为了实时监控和远程管理UPS电源的运行状态，智能监控与远程管理技术越来越成为UPS应用领域的关键。

一、智能监控技术的应用传统的UPS监控方式主要通过人工巡检、定期记录和手动维护来实现。

这种方式存在效率低下、数据不准确等问题。

而随着智能监控技术的发展，通过网络和无线通信技术实现UPS的智能监控已经成为可能。

智能监控技术可以通过传感器感知UPS电源的各项运行参数，如电压、电流、充电状态等，并能够实时传输这些数据到监控中心。

监控中心可以通过数据分析和处理实现对UPS电源运行状态的实时监控和故障诊断。

一旦检测到异常情况，监控中心可以立即通过报警系统通知相关人员，以便及时采取相应的应对措施。

除了实时监控，智能监控技术还能够提供历史数据的存储和分析功能。

通过对历史数据的分析，可以发现UPS电源在运行过程中的潜在问题，并采取相应的预防措施，从而提高UPS电源的可靠性和稳定性。

二、远程管理技术的应用传统的UPS电源管理方式需要操作人员亲临现场进行设备的管理和维护，这种方式不仅增加了人力成本，还受到时间和空间的限制。

而借助远程管理技术，可以实现对UPS电源的远程监控和管理，大大提高了管理的便捷性和效率。

远程管理技术通过网络和通信技术实现了远程对UPS电源的访问和控制。

操作人员无需亲临现场，只需通过远程管理系统进入UPS电源的监控界面，就能够实时获取UPS电源的运行状态、故障报警等信息，并能够进行相应的操作。

远程管理技术还可以实现对UPS电源进行远程配置和升级。

操作人员可以通过远程管理系统对UPS电源的参数进行配置，根据实际需求对其进行调整，从而实现更精细化的管理。

同时，远程升级功能可以保证UPS电源始终处于最新的技术状态，提供更稳定和可靠的供电服务。

在线式UPS电源的可重构控制与自适应优化技术

在线式UPS电源的可重构控制与自适应优化技术在线式UPS（Uninterruptible Power Supply）电源是一种将交流电转换为直流电，并将直流电再转换为交流电并输出的电源设备。

在线式UPS电源具有高可靠性、稳定输出、对负载适应能力强等特点，因此在工业自动化、电子通信、医疗设备等领域得到广泛应用。

可重构控制与自适应优化技术是在线式UPS电源自主控制和性能优化的关键技术，本文将对其进行详细介绍。

可重构控制技术是指基于在线式UPS电源的工作特点和实际需求，对电源的控制策略进行动态调整的技术。

在线式UPS电源的负载类型和负载特性不同，需要针对不同负载进行有效的控制策略。

可重构控制技术可以根据负载的实时变化，自动调整电源的控制策略，以保证输出电压、频率的稳定性和负载的良好适应性。

具体包括以下几个方面的内容。

第一，可重构控制技术可以根据负载的变化，自动调整直流电源的电压和电流输出。

在线式UPS电源的直流电源模块可以独立调节输出电压和输出电流的大小，以满足不同负载的需求。

通过采集负载的实时电流和电压数据，可重构控制技术可以分析和预测负载的变化趋势，并自动调整直流电源的电压和电流输出，以保证负载的稳定运行。

第二，可重构控制技术可以根据负载的特性，自动调整交流电源的输出频率和相位。

在线式UPS电源的交流电源模块可以独立调节输出频率和输出相位的大小和相位差，以满足不同负载的需求。

通过采集负载的实时功率和功率因数数据，可重构控制技术可以分析和预测负载的特性，自动调整交流电源的输出频率和相位，以提高负载的功率因数和效率。

第三，可重构控制技术可以根据电网的负荷情况，自动调整在线式UPS电源的工作模式。

电网的负荷情况是指供电变压器的负荷率和电网的功率因数等。

根据电网的负荷情况，可重构控制技术可以自动调整在线式UPS电源的工作模式，以提高电网的稳定性和电力系统的供电可靠性。

自适应优化技术是指通过使用自适应控制算法，对在线式UPS电源的控制过程进行调节和优化的技术。

浅谈数字控制UPS电源技术及应用

浅谈数字控制UPS电源技术及应用
传统的UPS采用模拟电路控制，对于生产厂家和用户而言，无论是相控技术还是SPWM技术，模拟控制存在诸多局限性。

随着信息技术的发展，高速数字信号处理芯片（Digital Signal Processor, DSP）的出现，使得数字化的控制在更广阔电气控制领域中应用有了可能性，也成为主要发展趋势之一。

一、数字控制UPS的应用优势
有了高速数字信号处理芯片的支持，采用数字化的控制策略不仅可以较好的解决UPS电源模拟控制里的有关问题，而且还增加了UPS电源模拟控制中很难实现的一些控制功能，其主要应用优势有：
（1）数字化控制可采用先进的控制方法和智能控制策略，使得UPS的智能化程度更高，性能更加完美。

智能化控制代表了自动控制的最新发展阶段，继承了人脑的定性、变结构、自适应等思维模式，也给电力电子控制带来了新的活力。

在高频开关工作状态下，逆变电源的模型更加复杂化，这是模拟控制或经典控制理论难以有良好控制效果的，而采用先进、智能化的数字控制策略，就可以从根本上提高系统的性能指标。

（2）控制灵活，系统升级方便，甚至可以在线修改控制算法，而不必对硬件电路做改动。

数字控制系统的控制方案体现在控制程序上，一旦相关硬件资源得到合理的配置，只需要通过修改控制软件，就可以提高原有系统的控制性能，或者根据不同的控制对象实时、在线更换不同控制策略的控制软件。

（3）控制系统可靠性提高，易于标准化。

由于数字控制的高可靠性，必然使得整个控制系统可靠性的提高，而且可以针对不同的系统（或不同型号的。

在线式UPS电源的数字化控制技术

在线式UPS电源的数字化控制技术侯玉芬【摘要】在UPS电源得到广泛应用的情况下，有关在线式UPS电源的研究也逐渐得到了深入。

就目前来看，想要较好的进行UPS电源性能的发挥，就要对UPS 的逆变器的输出波形进行控制。

而在这方面，模拟数字化控制技术得到了很好的应用。

所以，针对这种情况，本文基于DSP对在线式UPS电源的数字化控制技术进行了研究，并具体对在线式UPS电源的数字化控制系统进行了设计。

而从本文的研究来看，基于DSP的在线式UPS电源数字控制系统取得了一定的控制效果。

%In the case of UPS has been widely applied,research on-line UPS power supply has been gradually deepened.For now,we want a good performance and realization UPS power supply,it is necessary for the UPS output waveform of the inverter control.In this regard,analog and digital control technology has been very good application.So,for this situation,the paper-based on-line UPS power DSP digital control technology research,and specifically for on-line UPS power supply digital control system is designed.From this study,the on-line UPS power supply DSP digital control system has achieved some control.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】3页(P59-61)【关键词】在线式UPS电源;数字化控制技术;DSP【作者】侯玉芬【作者单位】国家新闻出版广电总局无线电台管理局五六四台，102434【正文语种】中文侯玉芬（国家新闻出版广电总局无线电台管理局五六四台,102434）在网络技术和信息技术不断发展的情况下，一旦出现了供电中断事故，就会造成严重的损失。

在线式UPS电源的开关机逻辑和控制方法

在线式UPS电源的开关机逻辑和控制方法UPS（不间断电源）是一种重要的设备，用于提供电力稳定性和连续性，以保护关键设备免受电力故障的影响。

在线式UPS电源是当前应用最广泛的一种类型，其具有高效、可靠和快速的开关机逻辑和控制方法。

在本文中，我将详细介绍在线式UPS电源的开关机逻辑和控制方法的相关内容。

在线式UPS电源是一种通过将交流输入电源转换为稳定的直流电源，并根据需要将其转换回交流电来供电给负载的设备。

UPS主要分为三个部分：输入变流器，电池和输出逆变器。

输入变流器将交流电转换为直流电并通过充电电路将电池充电。

输出逆变器将直流电转换为交流电并提供给负载。

这种在线电源供电方式可防止电压暂时中断对设备的影响。

在线式UPS电源的开关机逻辑起到了至关重要的作用，它确保在电力故障发生时能及时切换到备用电源，并且在电力恢复后无缝切换回输入电源。

基本的开关机逻辑包括以下步骤：1. 监测输入电源：在线式UPS电源通过监测输入电源的电压、电流和频率来判断电力故障是否发生。

当输入电源的电压、电流或频率超出事先设定的范围时，开关机逻辑会开始处理。

2. 检测故障：当输入电源出现故障时，开关机逻辑会立即启动备用电源，以确保设备持续供电。

这可以通过监测输入电源中的电压下降、电流突变或频率异常来实现。

3. 转换到备用电源：一旦开关机逻辑检测到输入电源故障，它会通过切换电路将负载从输入电源转换到备用电源。

转换时间应尽可能短，以避免对负载产生不必要的影响。

4. 监测备用电源：开关机逻辑会不断监测备用电源的电压、电流和频率，以确保其稳定性和可靠性。

一旦备用电源的参数超出设定范围，开关机逻辑将采取相应的措施。

5. 恢复供电：当输入电源恢复正常时，开关机逻辑会立即将负载从备用电源切换回输入电源。

这个切换应当是平稳无缝的，以避免对负载造成额外的干扰。

在线式UPS电源的控制方法涉及到电源转换、系统监测和保护等方面。

一些常见的控制方法包括：1. 双重转换控制：在线式UPS电源通常采用双重转换控制方法，即同时控制输入变流器和输出逆变器。

基于DSP的UPS电源在线控制技术研究

分别为＋１０Ｖ和一１０Ｖ。７７
需求还将会进一步扩大。逆变器是ＵＰＳ的核心，它必须具有输出高质量电压波形的能力。随着工业用高速数字信号处理器（Ｓ）ＤＰ的发展，弦波逆变器的控制正方案正由模拟控制向数字化控制的方向发展。
Ｃ为滤波电容。ｆ
ＷＭ之分。单极性是指在一个载波周期内，逆变桥的输出电压Ｕ只有０和正电压或０和负电压；双极性是指一个载波周期内，变桥的输出电压Ｕ逆既有正电压，又有负电压。本系统的ＳＷＭ采用一组正弦双极性脉宽调制Ｐ波形控制功率管Ｑ１Ｑ２和的开通、断。Ｑ１Ｑ２交关和是替开通和关断的，它们的工作状态是互补的。当Ｑ，开通时，必然处于关断状态，出到电感Ｌ上的电压Ｑ２输０是＋１０Ｖ的电压脉冲；７反之，Ｑ断时，必然开当关Ｑ通，此时输出到电感Ｌ上的电压是一１０Ｖ的电压脉０７冲。这样，随着Ｑ和Ｑ的交替开断，２就形成一组正弦脉宽调制波形，经过输出滤波电感Ｌ和滤波电容Ｃ，。ｒ在负载端就会得到标准的正弦波形。
兰三三苎鲞笙 — 旦塑
文章编号：０９３６（０）３０６ —３１０ —６４２１０ —０５０１
通镶电潦】．．：ＴｌｏｏｅＴｃｏｇｅｃｍＰｗｒｅｎｌｙｅｈｏ

在线式数字化UPS系统的研究的开题报告

在线式数字化UPS系统的研究的开题报告一、选题背景UPS（不间断电源）是一种电力设备，它通过电池或超级电容器等储能装置将交流电转化为直流电，再将直流电转化为交流电，用于保护电子设备免受电力波动、电力中断、电力噪声和电力故障的损害，确保设备正常稳定运行。

在一个UPS系统中，数字化控制器是一个至关重要的组件，它负责监测电力输入信号和电池电量，并根据需要调整输出电力信号，确保设备始终稳定。

然而，在传统的解决方案中，数字控制器和电源模块之间的通信受到其物理位置和电缆长度的限制，这就可能导致数据错误，数据延迟和计算机通信故障等问题。

随着数字技术的不断发展，数字化UPS系统的兴起，有效地解决了传统UPS系统中存在的诸多问题。

数字化UPS控制器通过与电源模块的嵌入式通信技术，监测电力输入和输出信号的精准度和实时性都得到了提高，有效地防止了因通信故障而引起的UPS系统故障。

二、研究目的本次研究的目的是评估在线式数字化UPS系统的潜在优势，并通过分析其工作原理并构建一个虚拟模型来说明其运行方式，以及它与传统UPS系统的区别。

三、研究方法本研究将采用以下研究方法：1.文献资料分析法：通过查阅相关文献和资料了解在线式数字化UPS系统的基本工作原理，理解其与传统UPS系统的不同之处。

2.仿真模拟法：通过建立一个基于MATLAB环境下的虚拟模型，模拟在线式数字化UPS系统的工作原理，并与传统UPS系统进行对比分析。

四、研究内容和进度安排1.文献阅读和分析（3周）：收集整理历年有关数字化UPS系统的相关资料，了解数字化UPS系统的基本原理和运行方式，分析其优缺点。

2.系统仿真和模拟（5周）：基于MATLAB环境，建立一个在线式数字化UPS系统的仿真模型，并与传统UPS系统进行性能对比分析，包括精度、响应时间、能效和容错性等方面的比较。

3.实验验证及数据分析（4周）：通过实际测试得到在线式数字化UPS系统的实验数据，并采用图表分析方法对数据加以呈现和分析。

数字化UPSEPS系统控制关键技术及其应用研究

数字化UPSEPS系统控制关键技术及其应用研究一、本文概述随着信息技术的飞速发展，数字化技术已经深入到了各个领域，尤其是在电力系统控制中，数字化UPS（不间断电源）和EPS（应急电源）系统的应用已经变得不可或缺。

这些系统不仅为电力系统提供了稳定可靠的电力保障，还大大提高了电力系统的智能化和自动化水平。

然而，数字化UPS和EPS系统的控制关键技术及其应用研究仍面临许多挑战和问题，如系统稳定性、控制精度、能量管理、安全保护等。

本文旨在深入探讨数字化UPS和EPS系统的控制关键技术及其应用研究。

我们将首先概述数字化UPS和EPS系统的基本原理和组成结构，然后重点分析系统控制中的关键技术，包括控制算法、通信技术、能量管理策略等。

在此基础上，我们将探讨这些关键技术在数字化UPS和EPS系统中的应用，以及如何提高系统的稳定性和控制精度。

我们还将关注数字化UPS和EPS系统的安全保护技术，以确保系统的安全运行。

通过本文的研究，我们期望能够为数字化UPS和EPS系统的控制关键技术及其应用提供有益的理论和实践指导，为电力系统的稳定可靠运行做出贡献。

二、数字化UPSEPS系统控制关键技术数字化UPSEPS（不间断电源应急供电系统）是一种先进的电力保障技术，其核心在于通过数字化控制技术实现对电力系统的精确、快速调节，以确保在电网故障或异常情况下，负载能够持续、稳定地获得所需电力。

数字化UPSEPS系统控制关键技术主要包括以下几个方面。

数字化控制技术：数字化控制技术是数字化UPSEPS系统的核心，它通过对电力系统中的电压、电流等参数进行实时采样、计算和处理，实现对电力系统的精确控制。

数字化控制技术具有响应速度快、控制精度高等优点，能够有效提高UPSEPS系统的稳定性和可靠性。

并联控制技术：并联控制技术是数字化UPSEPS系统中的重要技术之一，它通过多个UPS模块的并联运行，实现电力的冗余备份和负载均衡。

并联控制技术能够有效提高UPSEPS系统的容量和可靠性，同时降低系统的成本和维护难度。

数字化UPS电源的研制

逆变器、旁路和电池，封锁ＵＳＰ输出。４系统介绍
收稿日期ｔ２０－１１０６，００
作者简介ｔ强克俭（９６）１６～。男，襄樊职业技术学院高级工程师，主要研究方向：电力电子技术及应用
・ｌ２・１
列化和规模生产。测试和使用情况表明本系列产品性能良，价格便宜，具有广阔的发展前景。优关键词：不间断电源ＣＰ）ｏＳ；数字化；模块化；在线式；并机工作模式
中图分类号：ＴＡ
文章编号：１７．０４（０６２０１．３６２２９２０）０．１２０
③告警和保护功能。系统应具有多种告警方式．可通过声、光以及网络传输出方式对当前发生的警讯进行及时、准确和详细的处理，在提高系统可靠性的同时，帮助维护人员准确快速地判断和排除故障。 ④冷启动功能。在市电异常而蓄电池组正常且并联在直流母线的情况下，可直接肩动ＵＳＰ。 ⑤市电恢复自启动功能在后备电池实施欠压保护以后，
２总体设计方案
作模式、旁路供电模式和维修工作模式。系统具有以下几个方面的功能：
①电池管理功能。具有对电池故障的检测、电池放电后
备时间预测及电压参数设置等功能。
②延时软启动功能。以大大减小系统启动过程中对设备
和电网的冲击。
① 设计容量；１ＫＡ～１０Ｖ：０Ｖ２ＫＡ ② ４ＫＡ以下ＵＳ（０ＶＰ不包括４ＫＡ０Ｖ）采用６脉冲整流方式，０Ｖ４ＫＡ以上则采用ｌ脉冲整流方式来提高供电质量；２ ③ ３ＫＡ以上容量ＵＳ０ＶＰ可选用触摸屏液晶显示方式；
输入交流电恢复正常时，ＰＵＳ电源能够自启动，并按照预先设定好的工作模式选择供电方式。 ⑥监控功能。系统应具有本机监控功能和并机控制功能，支持灵活的网络化监控，以充分满足不同客户的需求。

智能UPS控制技术研究

1 引言在计算机网络及其相关网络通信技术迅猛发展的推动下，为确保在进行信息资源共享时所获得的数据、文件和图形等资料具有高度的真实可靠性、连续性和高保真度UPS(不间断电源)正越来越广泛地被应用到国民经济的各个领域。

同时，随着信息技术的发展，智能信息处理以及基于网络的远程监控等新技术逐步应用于UPS中，构成了全智能化的UPS系统，方便了用户、提高了可靠性。

本文着重介绍UPS控制技术，分析了UPS的PID控制技术的特性并深入分析了基于PID控制和重复控制的复合控制策略。

2 控制策略概述UPS逆变器的数字控制技术成为了当前逆变器研究领域的一个热点，出现了多种逆变器数字化控制方法，包括数字PID控制、状态反馈控制、无差拍控制、重复控制、模糊控制等，有力地推动了UPS技术的发展。

每一种控制方案都各有其长短。

某些控制方法虽然具有较好的动态响应速度，但稳态输出电压谐波失真度又达不到要求；某些控制方法虽然同时具有较高的动态和稳态精度，但它对参数变化很敏感，鲁棒性不好；某些控制方法有很好的稳态精度，但动态响应效果却很差；某些控制方法受硬件水平的限制，目前还不能得到很好的应用。

因此，一种必然的发展趋势是各种控制方案互相渗透，相互取长补短，构成复合的控制方案。

3 数字PID控制在UPS逆变器控制中，最常用、最简单的方法是PID控制，具体实现方式包括电压瞬时值反馈控制和电压电流双闭环反馈控制，图1所示为电压瞬时值反馈控制。

电压瞬时值反馈的控制策略优点是只使用了一个电压传感器，缺点是系统动态响应特性不好，跟踪特性不是很好, 波形质量欠佳。

图2为采用此控制方法在10KVA逆变器上带容性负载时的输出电压波形。

从图中可以看出波形失真度较大，难以满足高质量电源的要求。

改善电压源逆变器的动态特性的方法之一是增加一个电流闭环。

在这种控制策略中，滤波电容的电流（也就是输出电压的微分）作为一个反馈变量引入到控制系统中，达到改善输出波形质量，它必须使用一个霍尔传感器来检测滤波电容电流，增加了系统的复杂性和成本。

单相在线式数字化UPS系统研究的开题报告

单相在线式数字化UPS系统研究的开题报告一、研究背景和意义随着电子设备的普及，人们对电力供应品质的要求越来越高。

由于市电波动、干扰、电网故障等因素，电力质量的稳定性和可靠性受到了严重的影响，因此，UPS系统显得更加重要。

但传统的UPS系统存在着体积大、重量重、效率低的缺点，无法满足新兴市场的要求。

因此，数字化UPS系统应运而生。

数字化UPS系统采用了数字化控制技术和功率半导体元件技术，具有体积小、重量轻、效率高、稳定性强等优点。

在电子行业、通信行业、数据中心等领域得到了广泛应用。

因此，对数字化UPS系统的研究具有重要的意义。

本论文将着重探究单相在线式数字化UPS系统，使其更好地适应市场需求，提高可靠性和稳定性。

二、研究目标和内容1、实现单相在线式数字化UPS系统的设计2、研究数字化控制技术在UPS系统中的应用3、分析数字化UPS系统的稳定性和可靠性4、测试数字化UPS系统的效率和质量三、研究方法和技术路线1、研究数字化控制技术和功率半导体元件技术2、设计数字化UPS系统硬件电路3、编写数字化UPS系统控制程序4、测试数字化UPS系统效率和质量四、论文的结构和安排第一章：绪论1.1 研究背景1.2 研究目的1.3 研究方法和技术路线1.4 论文结构和安排第二章：数字化UPS系统的原理2.1 传统UPS系统的原理2.2 数字化UPS系统的原理2.3 数字化UPS系统硬件电路设计第三章：数字化UPS系统的控制技术3.1 数字化控制技术在UPS系统中的应用3.2 数字化UPS系统控制程序编写第四章：数字化UPS系统的稳定性和可靠性分析4.1 UPS系统的稳定性和可靠性介绍4.2 数字化UPS系统的稳定性和可靠性分析第五章：数字化UPS系统的测试5.1 数字化UPS系统的效率测试5.2 数字化UPS系统的质量测试第六章：总结和展望6.1 研究成果总结6.2 研究展望参考文献。

基于DSP的全数字化在线式UPS的研究

喇
ｌＥＴＮＭｓＭＴＮＯ『ＬＲＩＥＵＥＣＯＧ蔗Ｅ０电子ＲＮＴＨＬＹＣＣＡＥＥ测量技术
第８１期２年１０１３第０月１１卷
基于ＤＳＰ的全数字化在线式ＵＰＳ的研究
王延年高峰
（西安工程大学电子信息学院西安７０４）１０８
ｓｒｃｕｅａｙｔｓ，ｉｈｒｌｂｌｙｓｒｎｎｉｎｅｆｒｎｅａｉｔｎｏｄｆａｉｉｔｎｈｄａｃｄｎｔｒ．ｔｕｔｒ，ｅｓｏｕｅｈｇｅｉｉｔ，ｔｏｇａｔｉｔｒｅｅｃｂｌｙａｄｇｏｅｓｂｌｙａｄｔｅａｖｎｅａｕｅａｉ — ｉｉ
Ｋｅｗｒｓｕｉｔｒｕｔｅｗｅｕｐｙ；ｄｇｎｌｉｎｌｒｃｓｉｇ；ｉｗｅｔｒｙｏｄ：ｎｎｅｒｐｔｄｐｏｒｓｐｌｉｉａｇａｏｅｓｎｓｐｎｒｅ
０引
言
Ｔ３０２１ＭＳ２Ｆ８２片内有１８２Ｋ×１ＩＨ，Ｋ×１Ｏ６ＦＡＳ４６ＢＯＴ
ＴＭＳ２Ｆ２１ｏｔｏｎｅｔｒｔｅｌｅｓｓｅ ’ ｕｉｔｒｕｔｄｐｗｅｓａａｙｅｍｐａｉｌ．Ｔｈｘｅｉｎｅｔ３０８２ｃｎｒｌｖｒｏｏｒａｉｙｔｍｓｎｎｅｒｐｅｏｒｉｎｌｚｄｅｈｔｃｌｉｚａｙｅｅｐｒｍｅｔｔｓｓｐｏｅｈｔｔｉｌｃｒｃｌｐｗｅｙｔｍａｏｄｃｍｐｅｅｄｃｄｓｔｅｃｎｒｌｕｙａｄｈｓｓｃｄａｔｇｓ３ｉｌｒｖｄｔａｈｓｅｅｔｉａｏｒｓｓｅｃｎｇｏｏｌｔｅｉｅｈｏｔｏｔｎａｕｈａｖｎａｅ８ｓｍｐｅｄ

在线式ups的研究

江苏科技大学硕士学位论文论文题目在线式UPS的研究研究方向信号处理理论与技术学科、专业信号与信息处理研究生姓名赵静导师姓名王宝忠填表时间2012年03 月21日摘要摘要随着电力电子技术、信息技术及相关产业的飞速发展，不间断电源（UPS）在我国国民经济的各行各业，尤其在计算机、银行、通信、医院等重要用电行业中起着决定性的作用。

在众多UPS中，在线式UPS的性能最好，它可以在市电正常及故障情况下都能够为负载提供高质量、无间断的纯净正弦波交流电源。

故本文主要研究在线式UPS。

本文研究了一种基于DSP的在线式UPS，这是一种功能完备、性能优异的新型UPS。

采用DSP控制芯片可以将先进的控制算法引入到UPS的控制系统中来，实现了UPS的全数字控制，提高了UPS的性能和精度。

本文采用DSP/TMS320F2812作为UPS的主控芯片，满足了系统的高速、实时、高可靠性的要求。

本文首先详细介绍了整个在线式UPS的结构、工作原理，逆变系统拓扑结构及DSP的结构、控制的优越性。

其次对UPS逆变系统的控制策略进行了深入研究，针对目前国内外几种常用的UPS逆变系统的控制方法进行分析比较，最终确定了采用一种模糊自适应PI双闭环的控制策略，对在线式UPS进行数字化控制，通过仿真实验验证，表明该控制方法提高了逆变器的性能。

本文对在线式UPS的软硬件设计进行了研究。

根据在线式UPS的功能要求，设计了硬件电路，并给出了电路中参数的具体计算过程；根据功能要求设计了系统的各个功能模块的软件流程，给出了程序流程图。

最后搭建UPS的硬件实验平台，实验结果表明系统的各项性能指标和功能均达到了预期的目标。

关键词在线式UPS；逆变器；模糊自适应PI；DSP；双闭环江苏科技大学工学硕士学位论文AbstractAbstractWith the development of power electronic technology, information technology and the related industries, uninterrupted power supply (UPS) play a key role in our national economy industry, especially in computers, banking, communication systems and medical systems. The capability of the on-line UPS is the best among all kinds of UPS. It can provide reliable and uninterrupted pure sine wave power supply for loads either power good or not, so this paper studies on-line UPS.In this paper, the study of the on-line UPS is based on DSP, it will be a new type UPS, which has full-feature and good performances. Using DSP chip in UPS can apply advanced control strategies to power system and achieve full digital control of UPS, improve the performance and accuracy of UPS. Therefore, this paper use the DSP/TMS320F2812 as the main controller chip, this chip can meet the high-speed, real-time, high reliability requirements of system operation.First of all, this paper details the on-line UPS structure, working principle, inverter system topology and the superiority of the DSP control. Followed，research the UPS inverter system control strategy, analysis and comparison several commonly used digital-control programs of inverter power supply system at home and abroad, finalized using a fuzzy adaptive PI double-loop control strategy to control the UPS. Simulation results verify that the control method improve the performance of the inverter power supply system.This article studies the hardware and software design of on-line UPS. According to functions of UPS, this article designs the hardware circuits of the system and calculates the circuit’s specific parameters; designing various functional modules of the software process and giving process flow diagram. Finally, a UPS hardware experiment platform has been built, the experimental results show that the performance indicators and functions of the system have achieved the desired goal.Keywords on-line UPS; inverter; Fuzzy adaptive PI; DSP; double-loop江苏科技大学工学硕士学位论文目录目录摘要 (I)Abstract .................................................................................................................................. I II 第1章绪论 (1)1.1 UPS概述 (1)1.2 UPS的发展 (3)1.3 基于DSP控制的在线式UPS的优越性 (4)1.4 课题研究的内容与方法 (5)第2章在线式UPS原理 (6)2.1 在线式UPS结构 (6)2.2 在线式UPS工作原理 (8)2.3 UPS逆变系统的拓扑结构 (8)2.4 控制芯片简介 (10)2.4.1 控制芯片的选择 (10)2.4.2 TMS320F2812简介 (11)2.5 SPWM控制技术 (12)2.5.1 SPWM控制的基本原理 (12)2.5.2 SPWM调制方式 (13)2.6 UPS数字控制策略综述 (15)第3章在线式UPS的控制算法及仿真 (18)3.1 PID控制算法 (18)3.2 模糊控制 (20)3.3 模糊自适应PI双闭环控制器的设计 (22)3.3.1 模糊自适应PI控制器的设计 (23)3.3.2 控制器的设计 (25)3.4 UPS逆变器仿真 (26)3.5 有源功率因数校正电路仿真 (28)3.6 DC/DC变换器仿真 (29)3.7本章小结 (30)第4章在线式UPS硬件设计 (31)4.1 主电路 (31)4.1.1 有源功率因数校正（APFC）电路 (31)4.1.2 单相全桥逆变电路 (33)4.1.3 DC/DC变换器 (36)江苏科技大学工学硕士学位论文4.1.4 蓄电池组及其充电电路 (39)4.1.5 静态转换开关 (41)4.2 驱动电路 (42)4.2.1 IGBT器件对驱动电路的要求 (42)4.2.2 驱动电路的设计 (42)4.3 采样电路的设计 (43)4.4 保护电路设计 (44)4.5 本章小结 (45)第5章在线式UPS软件设计 (46)5.1 软件开发环境介绍 (46)5.2 系统软件设计 (46)5.2.1 主程序设计 (46)5.2.2 初始化程序设计 (47)5.2.3 A/D采样模块设计 (48)5.2.4 定时器T2中断程序设计 (48)5.2.5 PID控制器的设计 (49)5.2.6 保护程序设计 (50)5.3 本章小结 (50)第6章实验结果 (51)6.1 硬件平台和实验结果 (51)6.1.1 硬件平台 (51)6.1.2 实验结果 (52)6.2 本章小结 (54)总结 (55)参考文献 (57)攻读硕士学位期间发表或撰写的学术论文 (61)致谢 (63)ContentsContentsAbstract(Chinese) (I)Abstract(English).................................................................................................................. I II Chapter 1 Introduction (1)1.1 UPS Overview (1)1.2 UPS Development (3)1.3 Online UPS superiority based on DSP control (4)1.4 The contents and methods of research (5)Chapter 2 Online UPS principles (6)2.1 Structure of online UPS (6)2.2 The working principle of online UPS (8)2.3 The topology of UPS inverter (8)2.4 Control chip Introduction (10)2.4.1 The selection of control chip (10)2.4.2 TMS320F2812 Introduction (11)2.5 SPWM Control Technology (12)2.5.1 SPWM control principle (12)2.5.2 SPWM modulation (13)2.6 Digital control strategies of UPS (15)Chapter 3 Online UPS control algorithm and simulation (18)3.1 PID Control (18)3.2 Fuzzy Control (20)3.3 The design of Fuzzy adaptive double-loop PI controller (22)3.3.1 The design of Fuzzy adaptive PI controller (23)3.3.2 The design of Controller (25)3.4 Simulation of UPS inverter (26)3.5 Simulation of Active power factor correction circuit (28)3.6 Simulation of DC/DC converter (29)3.7 Chapter Summary (30)Chapter 4 Online UPS hardware design (31)4.1 The main circuit (31)江苏科技大学工学硕士学位论文4.1.1 Active power factor correction circuit (31)4.1.2 Single-phase full-bridge inverter circuit (33)4.1.3 DC/DC converter (36)4.1.4 Batteries and charging circuit (39)4.1.5Static Transfer Switch (41)4.2 Driver (42)4.2.1 IGBT devices on the drive circuit requirements (42)4.2.2 Driving circuit design (42)4.3 The design of Sampling circuit (43)4.4 The design of protection circuit (44)4.5 Chapter Summary (45)Chapter 5 Online UPS software design (46)5.1 Software development environment introduction (46)5.2 The design of system software (46)5.2.1 The design of main program (46)5.2.2 The design of initialization program (47)5.2.3 The design of A/D sampling module (48)5.2.4 The design of Timer 2 interrupt program (48)5.2.5 The design of PID controller (49)5.2.6 The design of protection program (50)5.3 Chapter Summary (50)Chapter 6 Experimental results (51)6.1 Hardware platform and experimental results (51)6.1.1 Hardware platform (51)6.1.2 Experimental results (52)6.2 Chapter Summary (54)Conclusions (55)References (57)Academic thesis published during studying for master’s degree (61)Acknowledgements (63)第1章绪论第1章绪论1.1 UPS概述UPS（Uninterrupted Power Supply）即不间断电源，它是一种被置于交流电网和用电负载之间，目的是改善对负载设备的供电质量，并在市电发生故障时，保证负载正常运行的电力电子设备[1]。

矿用在线式数字化UPS的研究的开题报告

矿用在线式数字化UPS的研究的开题报告尊敬的评委老师们：大家好！我是XXX，今天我将向大家介绍我的研究题目——矿用在线式数字化UPS的研究。

【一、研究背景和意义】随着现代化的步伐不断加快，矿山行业的重要性愈发突显，而电力的稳定供应显得尤为迫切。

在矿业生产中，电力设备是矿山生产的重要支撑，尤其是UPS作为重要的矿用电源设备，其稳定性与可靠性至关重要。

传统的UPS系统大多采用模拟式或模拟式数字混合方式，具有功率小、效率低、可靠性差等缺点。

基于此，数字化UPS的研究与应用越来越得到重视。

数字化UPS是一种新型的供电方式，它可以将电能进行数字化处理，提高系统的可靠性与稳定性。

因此，以现代矿山生产的需求为出发点，进行矿用在线式数字化UPS的研究，对于提高生产效率、保障生产安全以及推动矿业行业的发展具有重要意义。

【二、研究目标和内容】本研究的目标是设计一种适用于矿用场合的在线式数字化UPS设备，具有如下特点：1.具有数字化控制的功能，使系统的稳定性与响应速率更高。

2.采用全通量密封式铅酸蓄电池，增加蓄电池的寿命。

3.采用多种保护措施，增加设备的安全性。

本研究的内容包括：1.数字化UPS的原理研究，包括数字化控制、开关电源等。

2.电力负载特性和配电系统特点的分析，为后续设计提供依据。

3.数字化UPS的设计方案和系统结构设计。

4.数字化控制系统的设计与实现。

5.硬件电路设计与实现。

6.软件程序设计与实现。

7.系统调试与测试。

【三、研究方法和技术路线】本研究采用实验研究和理论分析相结合的方法，包括：1.通过实验研究，了解数字化UPS的工作原理和特点。

2.通过理论分析，对数字化UPS的控制系统进行优化设计。

3.采用仿真分析的方法，优化系统的电路和程序设计。

4.进行实际测试，改进优化系统。

【四、预期成果和创新点】通过本研究的努力，预期能够获得如下成果：1.设计出一种适用于矿用场合的在线式数字化UPS设备。

2.确定该设备的控制系统和硬件电路设计，具有可行性。

在线式UPS电源在科学研究与实验领域中的应用案例分析

在线式UPS电源在科学研究与实验领域中的应用案例分析概述科学研究与实验的进行需要保障稳定的电力供应，以确保实验数据的准确性和实验过程的连续性。

在线式UPS电源作为一种高可靠性的备用电源系统，在科学研究与实验领域中被广泛应用。

本文将通过分析几个典型的实际案例，探讨在线式UPS电源在科学研究与实验领域中的应用。

案例1：生物医学研究实验生物医学研究实验需要对动物或细胞进行连续的观测和操作，这就要求实验环境中的电力供应必须保持稳定。

以一家医学研究机构为例，他们使用了在线式UPS电源系统来保障实验室的电力供应。

实验室中的各项设备和实验数据采集仪器都与UPS系统相连，以保证在电力中断或波动时实验的连续性。

在这个案例中，UPS系统不仅能够提供即时的备用电源，还能有效地过滤供电的波动和干扰，保障实验仪器的正常运行。

当外部电力故障时，UPS能自动切换至备用电源，避免实验中断和数据丢失。

案例2：物理学实验物理学实验通常需要精确的测量和长时间的运行。

一个物理学研究实验室使用在线式UPS电源来保障实验设备的持续供电。

在这个实验室中，许多设备，如光谱仪、高精度电子显微镜和实验数据记录系统等，都与UPS系统连接。

UPS系统能够提供干净和稳定的电力供应，减少电力噪音和突变对实验数据的影响。

此外，UPS还具备对电压和频率的自动调整功能，以适应不同实验需求。

在物理学实验中，电力中断或电力波动可能导致实验失败或数据的不准确性。

在线式UPS电源的应用确保了物理学实验的平稳运行，提高了实验结果的可靠性和准确性。

案例3：化学实验室化学实验室通常涉及安全性和保密性等方面的问题。

在线式UPS电源在化学实验室中的应用能够保障实验操作的连续性和实验材料的安全。

例如，在某个化学实验室里，通过使用UPS系统，实验室内的实验室通风系统和实验设备能够在电力中断时继续运行，确保实验操作的顺利进行。

此外，UPS系统还能提供稳定的电力供应，在化学实验中起到了稳定控制和提高安全性的作用。

在线式UPS的控制与保护技术

在线式UPS的控制与保护技术
在线式UPS的控制与保护功能基本上是由中央处理器(CPU)或数字信号处理器(DSP)内部程序控制完成的,由于程序的不可见性,UPS的许多控制和保护原理用户很难理解。

以下根据多年的UPS研发经验,讨论一下在线式UPS的控制和保护技术。

1 基本概念
(1)市电正常:市电正常是指市电电压和市电频率都正常。

(2)市电电压正常:市电电压在160～280V之间,视为市电电压正常。

(3)市电频率正常:市电频率在47～53Hz之间,且频率变化率小于1Hz/s,视为市电频率正常。

(4)市电逆变状态:市电输入正常,UPS工作在AC→DC→AC时的状态。

(5)电池逆变状态:市电输入异常,UPS工作在电池→逆变时的状态。

(6)CPU交流电压取样信号:交流电压经分压、隔直、全波整流、限幅后,供给CPU进行A/D转换的信号。

UPS上有市电电压取样信号和逆变电压取样信号两部分电路。

(7)零点发生器:交流正弦波经过由运算放大器组成的交流差动放大器,变成方波信号,再滤除高频谐波和限幅后,送给CPU。

CPU通过对方波下降沿(对应正弦波的过零点)的侦测,计算出正弦波的频率和相位。

UPS有市电零点发生器和逆变零点发生器两部分电路。

2 控制技术
(1)缓开机
当UPS开机或系统重置(包括过载解除、自动重启等)时,CPU控制UPS缓慢提升逆变电压,每32ms提升逆变电压3V,直至220V停止。

在线式UPS电源的电力质量监测与控制技术

在线式UPS电源的电力质量监测与控制技术随着电力系统的发展，电力质量的稳定性和可靠性对于现代社会的正常运转至关重要。

在线式UPS（Uninterruptible Power Supply）电源作为一种保护电力设备和负载的关键技术，其电力质量监测与控制技术在现代电力系统中扮演着至关重要的角色。

在线式UPS电源的主要功能是保证负载设备在电力系统故障或异常情况下继续供电，并且提供干净稳定的电力质量。

其中，电力质量监测与控制技术是在线式UPS电源实现高效能、高可靠性的关键。

本文将从以下几个方面探讨在线式UPS电源的电力质量监测与控制技术。

首先，在线式UPS电源需要对电力质量进行实时监测。

随着电力系统负载要求的提高，对电力质量的要求也越来越高。

在线式UPS电源通过内置的电力质量监测仪器，可以实时监测电压幅值、频率、相位和谐波等指标，确保输出电力质量的稳定性和可靠性。

通过实时监测，UPS电源可以及时发现电力系统潜在的问题，并进行相应的控制和调整，从而保证负载设备的正常运行。

其次，在线式UPS电源需要采用先进的控制技术来保证电力质量的稳定和高可靠性。

传统的控制技术往往无法满足UPS电源对于电力质量的要求，因此，现代化的控制技术在UPS电源的设计中起着至关重要的作用。

例如，采用DSP（数字信号处理）技术来实现对输出电力的准确控制，可以有效地降低谐波畸变并提高电力质量。

另外，采用PID（比例-积分-微分）控制算法来实现电压和频率的稳定调节，可以保证UPS电源输出的电力质量在额定范围内。

此外，为了进一步提高在线式UPS电源的电力质量监测与控制技术，一种较新的技术被引入，即无功补偿技术。

由于电力系统中往往存在功率因数低、谐波污染等问题，导致电力质量下降。

通过在在线式UPS电源中引入无功补偿技术，可以实现对电力系统的功率因数和谐波进行补偿，从而提高电力质量。

无功补偿技术可以通过改变电流波形和相位，来提高功率因数和减少谐波畸变，从而保证负载设备正常运行，并避免对电网造成干扰。

在线式UPS电源的电网融合与智能交互技术

在线式UPS电源的电网融合与智能交互技术随着电子设备的广泛普及和信息技术的飞速发展，对电源稳定性和可靠性的需求也越来越高。

在线式不间断电源（UPS）作为一种高效的电源保护设备，在电力质量管理中起着重要作用。

本文将重点探讨在线式UPS电源的电网融合与智能交互技术，以满足越来越复杂的电力需求。

一、电网融合技术电网融合是在线式UPS电源与电网之间实现动态的能量交互。

与传统的离线式UPS电源相比，在线式UPS电源能够持续为负载提供稳定的电力，不会因为电网的异常情况（如断电、电压波动等）而中断。

电网融合技术使得UPS电源能够根据电网的状态实时调整输出电压，并且可以根据电网的负荷需求进行动态调整。

1. 直流融合技术直流融合技术是在线式UPS电源为电网提供直流能量的过程。

它通过将电网中的交流能量转换为直流能量，并存储在UPS电源的电池组中。

当电网供电中断或电压波动时，UPS电源会自动将储存在电池组中的直流能量转换为交流电供给负载。

这种方式能够保证负载在电网供电异常情况下依然能够正常工作，同时也能减小对电网的冲击。

2. 双向融合技术双向融合技术是在线式UPS电源与电网之间实现双向能量交互的过程。

它允许UPS电源将电网中的能量存储在电池组中，同时也可以将电池组中的能量回馈给电网。

在电网供电稳定的情况下，UPS电源可以将储存在电池组中的能量回馈给电网，以减轻电网的压力。

当电网供电中断或电压波动时，UPS电源则会通过将电池组中的能量转换为交流电，供给负载使用。

二、智能交互技术智能交互技术是在线式UPS电源与用户之间实现智能化互动的过程。

它通过各种传感器和控制器，实时监测UPS电源的运行状态，以及与用户的需求进行交互。

智能交互技术使得用户可以通过终端设备，实时获取UPS电源的运行状态和电力供应质量，从而能够更好地管理和维护UPS电源。

1. 远程监控技术远程监控技术是智能交互技术的重要组成部分。

通过网络连接，用户可以远程实时监控UPS电源的工作状态、电池容量、负载情况等。

基于DSP的在线式UPS的数字化控制

基于DSP的在线式UPS的数字化控制
姜敏
【期刊名称】《微型机与应用》
【年(卷),期】2002(021)002
【摘要】介绍了在线式不间断电源的控制过程,比较了在线式UPS和数字化UPS 的特性,阐述了数字化UPS的优越性,讨论了将数字信号处理(DSP)芯片应用于不间断电源的控制环节,并给出了利用TI公司的TMS320C240 DSP芯片控制在线式UPS的解决方案.
【总页数】2页(P23-24)
【作者】姜敏
【作者单位】南京东南大学自动控制系B99信箱,210096
【正文语种】中文
【中图分类】TP27
【相关文献】
1.基于DSP控制的在线式UPS整流技术 [J], 李玉霞;张磊;辛玉刚
2.基于DSP在线式UPS不间断电源控制系统的研究 [J], 马金臣;王军东;王权黎
3.一种基于DSP的在线式UPS控制电路的研究 [J], 胡圣邦
4.基于DSP技术的在线式UPS设计与研究 [J], 徐圣杰
5.基于DSP的全数字化在线式UPS的研究 [J], 王延年;高峰
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。