專利名稱：模糊雙閉環(huán)控制的移相全橋軟開關(guān)ipm型智能恒電位儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及恒電位儀，特別是，涉及一種模糊雙閉環(huán)控制的移相全橋軟開關(guān)IPM (Intelligent Power Module，即智能功率模塊)型智能恒電位儀。
背景技術(shù)：
恒電位儀是外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)的核心設(shè)備，主要為陰極保護(hù)系統(tǒng)提供純凈、 可靠的直流電，實(shí)現(xiàn)以參比電極電位為控制對象，自動調(diào)整電流的輸出大小，是參比電位恒定在預(yù)置值附近，或者根據(jù)具體使用的要求實(shí)現(xiàn)恒定電流的輸出。隨著電源技術(shù)的不斷發(fā)展，目前繼磁飽和、可控硅之后的第三代數(shù)控開關(guān)電源型恒電位儀采用IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)作為功率模塊，大大提高了設(shè)備的效率、同時減小了設(shè)備的體積，增強(qiáng)了設(shè)備的可控性和智能化程度。第三代恒電位儀還廣泛采用單閉環(huán) PID作為實(shí)現(xiàn)恒電位或恒電流的控制技術(shù)，在一定程度上優(yōu)化了恒電位儀的輸出特性。然而，IGBT只是一種開關(guān)型的功率模塊，類似于三極管、莫斯管，需要良好穩(wěn)定的驅(qū)動電路、保護(hù)電路與其配合，才能保證其應(yīng)用可靠，但大多數(shù)情況下，由于設(shè)計(jì)技術(shù)不成熟、保護(hù)電路響應(yīng)不及時等問題，IGBT在使用時多暴露出因這些外圍輔助電路故障而損壞， 第三代開關(guān)電源型恒電位儀從上世紀(jì)90年代至今，幾乎再沒有較大的技術(shù)革新，尤其是在控制技術(shù)、電力電子電路運(yùn)用等方面，明顯落后于電源技術(shù)的發(fā)展，且在信號采集、散熱、封裝、組網(wǎng)控制等方面也有著很大的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有智能控制、監(jiān)測、采集及組網(wǎng)等功能的模糊雙閉環(huán)控制的移相全橋軟開關(guān)IPM型智能恒電位儀。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種模糊雙閉環(huán)控制的移相全橋軟開關(guān)IPM型智能恒電位儀，為陰極保護(hù)系統(tǒng)提供純凈、可靠的電流，其特征在于包括
主電路由輸入整流電路、濾波電路、IPM模塊、全橋整流電路及LC濾波電路依次電連通構(gòu)成，
控制電路以一 STM32系列的MCU為核心處理器，
所述的核心處理器外連有供用戶給定預(yù)設(shè)值的顯示操作模塊，所述的陰極保護(hù)系統(tǒng)的參比電極和所述的LC濾波電路的輸出經(jīng)一 16位高精度AD轉(zhuǎn)換器處理后得到一采樣信號， 所述的核心處理器以所述的采樣信號與所述的預(yù)設(shè)值的偏差作為控制信號、經(jīng)過內(nèi)部的模糊雙閉環(huán)控制算法得到用于控制所述的IPM模塊的控制信號，所述的IPM的輸出信號經(jīng)過所述的全橋整流電路和所述的LC濾波電路處理后送至所述的陰極保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)所述的IPM 模塊發(fā)生故障時所述的IPM模塊能夠向所述的核心處理器發(fā)出表征所述的IPM模塊出現(xiàn)故障的開關(guān)量信號，
所述的模糊雙閉環(huán)控制算法包括模糊PID算法的電流內(nèi)閉環(huán)和純模糊算法的電位外閉環(huán)，
該恒電位儀具有恒電流工作模式和恒電位工作模式當(dāng)其處于恒電流工作模式時，用戶給定所述的核心處理器一個電流預(yù)設(shè)值，該電流預(yù)設(shè)值與所述的采樣信號之間的電流偏差作為控制信號經(jīng)所述的電流內(nèi)閉環(huán)的算法處理后作用于所述的IPM模塊，最終得到恒電流輸出；當(dāng)其處于恒電位工作模式時，用戶給定所述的核心處理器一個電位預(yù)設(shè)值，該電位預(yù)設(shè)值與由所述的采樣信號得到的電位信號之間的電位偏差經(jīng)所述的電位外閉環(huán)的算法處理后得到一個送入所述的電流內(nèi)閉環(huán)的電流信號，經(jīng)所述的電流內(nèi)閉環(huán)的控制作用后輸入至所述的IPM模塊，最終得到恒電流輸出。優(yōu)選地，所述的全橋整流電路中還包括軟開關(guān)電路、高頻變壓器和用于整流的快恢二極管，所述的軟開關(guān)電路通過并聯(lián)電容、飽和電感及阻斷電容來實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)。優(yōu)選地，所述的輸入整流電路及所述的濾波電路附有濾波電容充電保護(hù)電路。優(yōu)選地，所述的核心處理器還外擴(kuò)有用于與上位機(jī)通訊的通訊電路。優(yōu)選地，所述的核心處理器與所述的IPM模塊所需的低壓直流電源均由工頻交流輸入經(jīng)過多路隔離AC/DC變換模塊處理后提供。優(yōu)選地，所述的核心處理器與所述的IPM模塊之間的控制信號和所述的開關(guān)量信號均經(jīng)光耦隔離。優(yōu)選地，所述的陰極保護(hù)系統(tǒng)的參比電極經(jīng)一隔離放大濾波器處理后送入所述的 16位高精度AD轉(zhuǎn)換器。優(yōu)選地，所述的模糊PID算法的電流內(nèi)閉環(huán)中電流偏差的一路直接進(jìn)入內(nèi)環(huán)模糊控制算法模塊和PID控制模塊、另一路經(jīng)微分運(yùn)算后變?yōu)殡娏髌畹淖兓手筮M(jìn)入所述的內(nèi)環(huán)模糊控制算法模塊，所述的電流偏差還有一路直接進(jìn)入所述的PID控制模塊，所述的內(nèi)環(huán)模糊控制算法模塊的輸出進(jìn)入所述的PID控制模塊，所述的PID控制模塊的輸出直接作用于所述的IPM模塊，最終輸出恒電流。優(yōu)選地，所述的純模糊算法的電位外閉環(huán)中電位偏差的一路直接進(jìn)入外環(huán)模糊控制算法模塊、另一路經(jīng)微分運(yùn)算后變?yōu)殡娢黄畹淖兓手筮M(jìn)入外環(huán)模糊控制算法模塊得到一送入所述的模糊PID算法的電流內(nèi)閉環(huán)的電流信號，該電流信號經(jīng)所述的模糊PID 算法的電流內(nèi)閉環(huán)后直接作用于所述的IPM模塊，最終輸出恒電流。優(yōu)選地，所述的模糊PID算法的電流內(nèi)閉環(huán)和所述的純模糊算法的電位外閉環(huán)的控制參數(shù)值均由模糊控制規(guī)則二維表查詢。本發(fā)明的有益效果在于
1)、本發(fā)明采用IPM模塊，其是IGBT、驅(qū)動電路、保護(hù)電路的合成模塊，IPM模塊自身壓降低，損耗小，散熱量低，可靠性也比依靠外電路保護(hù)的IGBT大幅提高，同時由于它的高集成度，可以大大縮減開發(fā)周期；
2)、工程實(shí)際外加電流陰極保護(hù)的極化過程是個慢反應(yīng)過程，在控制系統(tǒng)中屬于具有大延遲環(huán)節(jié)動態(tài)特性的對象，傳統(tǒng)的PI或PID控制技術(shù)雖然性能優(yōu)異，但在被控對象模型不精確的情況下，很難保證控制效果，甚至可能出現(xiàn)控制結(jié)果發(fā)散或震蕩的情況，表現(xiàn)為電位不穩(wěn)定、輸出電流大幅震蕩，甚至超出輸出邊界；模糊控制技術(shù)，具有一定的容忍性、學(xué)習(xí)性和自適應(yīng)性，可以根據(jù)被控對象的實(shí)際動態(tài)和靜態(tài)特性，利用規(guī)則二維表，自行調(diào)整控制參數(shù)，以達(dá)優(yōu)異的控制效果；3)、主電路采用并聯(lián)電容、飽和電感及阻斷電容來實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，大大減小了功率模塊的損耗和熱耗，提高了整機(jī)效率，最高可達(dá)90%以上，延長了模塊壽命，同時也縮小了設(shè)備的體積和重量；
4)、采用STM32系列的MCU作為核心處理器，實(shí)現(xiàn)了采樣、信號處理、脈寬調(diào)節(jié)單片化作業(yè)，大幅提高了設(shè)備的運(yùn)行速度，配合16位高精度AD轉(zhuǎn)換器，使理論采樣精度達(dá)到0. ImV, 同時，STM32系列MCU的32位尋址能力，擴(kuò)展了設(shè)備數(shù)據(jù)存儲能力，并支持U盤或SD卡存儲設(shè)備，數(shù)據(jù)存儲容量最大可達(dá)2GB，即按每分鐘采集一次數(shù)據(jù)，理論連續(xù)可采數(shù)據(jù)大于40 年，支持熱插拔，可隨時導(dǎo)出數(shù)據(jù)，便于分析；
5)、將各主要功能模塊獨(dú)立封裝，通過背板卡槽集成到一起，方便終端用戶檢修，一旦某部件出現(xiàn)故障，就像插拔U盤一樣，直接換成另一備件，同時由于模塊的獨(dú)立封裝也避免了強(qiáng)弱電和雜散信號之間的相互干擾；
6)、強(qiáng)化設(shè)備內(nèi)部的對流傳熱，減小散熱片體積，縮小了整機(jī)重量和尺寸。


附圖1為本發(fā)明的模糊雙閉環(huán)控制的移相全橋軟開關(guān)IPM型智能恒電位儀的結(jié)構(gòu)原理示意框附圖2為本發(fā)明的模糊雙閉環(huán)控制的移相全橋軟開關(guān)IPM型智能恒電位儀的模糊雙閉環(huán)控制算法的原理示意框圖。附圖中1、電流內(nèi)閉環(huán)；2、電位外閉環(huán)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對本發(fā)明作以下詳細(xì)描述
如附圖1所示，本發(fā)明的模糊雙閉環(huán)控制的移相全橋軟開關(guān)IPM型智能恒電位儀包括主電路和控制電路，主電路由輸入整流電路、濾波電路、IPM模塊、全橋整流電路及LC濾波電路依次電連通構(gòu)成，控制電路以一 STM32系列的MCU為核心處理器，核心處理器外連有供用戶給定預(yù)設(shè)值的顯示操作模塊，陰極保護(hù)系統(tǒng)的參比電極和LC濾波電路的輸出經(jīng)一 16位高精度AD轉(zhuǎn)換器處理后得到一采樣信號，核心處理器以采樣信號與預(yù)設(shè)值的偏差作為控制信號、經(jīng)過內(nèi)部的模糊雙閉環(huán)控制算法得到用于控制IPM模塊的控制信號，IPM的輸出信號經(jīng)過全橋整流電路和LC濾波電路處理后送至陰極保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)IPM模塊發(fā)生故障時 IPM模塊能夠向核心處理器發(fā)出表征IPM模塊出現(xiàn)故障的開關(guān)量信號，模糊雙閉環(huán)控制算法包括模糊PID算法的電流內(nèi)閉環(huán)1和純模糊算法的電位外閉環(huán)2，該恒電位儀具有恒電流工作模式和恒電位工作模式當(dāng)其處于恒電流工作模式時，用戶給定核心處理器一個電流預(yù)設(shè)值，該電流預(yù)設(shè)值與采樣信號之間的電流偏差作為控制信號經(jīng)電流內(nèi)閉環(huán)1的算法處理后作用于IPM模塊，最終得到恒電流輸出；當(dāng)其處于恒電位工作模式時，用戶給定核心處理器一個電位預(yù)設(shè)值，該電位預(yù)設(shè)值與由采樣信號經(jīng)電位變換系數(shù)得到的電位信號之間的電位偏差經(jīng)電位外閉環(huán)2的算法處理后得到一個送入電流內(nèi)閉環(huán)1的電流信號，經(jīng)電流內(nèi)閉環(huán)1的控制作用后輸入至IPM模塊，最終得到恒電流輸出，全橋整流電路中還包括軟開關(guān)電路、高頻變壓器和用于整流的快恢二極管，軟開關(guān)電路通過并聯(lián)電容、飽和電感及阻斷電容來實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，輸入整流濾波電路附有濾波電容保護(hù)電路，核心處理器還外擴(kuò)有用于與上位機(jī)通訊的通訊電路，核心處理器與IPM模塊所需的低壓直流電源均由工頻交流輸入經(jīng)過多路隔離AC/DC變換模塊處理后提供，核心處理器與IPM模塊之間的控制信號和開關(guān)量信號均經(jīng)光耦隔離，陰極保護(hù)系統(tǒng)的參比電極經(jīng)一隔離放大濾波器處理后送入16位高精度AD轉(zhuǎn)換器，如附圖2所示，模糊PID算法的電流內(nèi)閉環(huán)1中電流偏差的一路直接進(jìn)入內(nèi)環(huán)模糊控制算法模塊和PID控制模塊、另一路經(jīng)微分運(yùn)算后變?yōu)殡娏髌畹淖兓手筮M(jìn)入內(nèi)環(huán)模糊控制算法模塊，電流偏差還有一路直接進(jìn)入PID控制模塊，內(nèi)環(huán)模糊控制算法模塊的輸出進(jìn)入PID控制模塊，PID控制模塊的輸出直接作用于IPM模塊，最終輸出恒電流，純模糊算法的電位外閉環(huán)2中電位偏差的一路直接進(jìn)入外環(huán)模糊控制算法模塊、另一路經(jīng)微分運(yùn)算后變?yōu)殡娢黄畹淖兓手筮M(jìn)入外環(huán)模糊控制算法模塊得到一送入模糊PID算法的電流內(nèi)閉環(huán)1的電流信號，該電流信號經(jīng)模糊PID算法的電流內(nèi)閉環(huán)1后直接作用于 IPM模塊，最終輸出恒電流，模糊PID算法的電流內(nèi)閉環(huán)1和純模糊算法的電位外閉環(huán)2的控制參數(shù)值均由模糊控制規(guī)則二維表查詢。 具體地，本發(fā)明的主電路構(gòu)成主要是工頻交流輸入經(jīng)整流、濾波電路得到低紋波的直流電，輸入濾波電路附有濾波電容保護(hù)電路，以保證通電的瞬間不會出現(xiàn)浪涌；整流濾波后的直流電輸入到IPM模塊，經(jīng)IPM模塊變換后得到高頻方波。IPM模塊的外圍電路有通過并聯(lián)電容、飽和電感、阻斷電容以實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)功能的全橋整流電路，降低IPM的開關(guān)損耗。IPM變換后的高頻方波再經(jīng)高頻變壓器降壓，快恢二極管整流，LC濾波電容濾波最終得到要輸出的直流電流，控制電路主要由32位STM32作為核心處理器，工作時先通過16位的高速高精度AD采集將參比電極的電位信號、輸出電流、輸出電壓信號由模擬量變?yōu)閿?shù)字量反饋輸入到STM32，這些輸入信號需經(jīng)隔離放大濾波；STM32將參比電極采樣電位與用戶設(shè)置的電位偏差作為控制信號，經(jīng)模糊雙閉環(huán)控制算法計(jì)算得出所需要的輸出量，再根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整PWM的脈寬，作為輸出信號，經(jīng)光耦隔離、自舉變換，發(fā)送給IPMJf IPM進(jìn)行控制，一旦IPM出現(xiàn)欠壓、過溫、短路等故障，IPM亦會自動發(fā)出開關(guān)量信號給STM32，以便用戶進(jìn)行故障處理，該信號同樣需要進(jìn)行光耦隔離；STM32同時負(fù)責(zé)與外界的通訊工作和對顯示操作模塊的響應(yīng)處理，該智能恒電位儀的最終控制調(diào)節(jié)量是輸出電流在恒電位工作模式工作情況下，輸出電流的改變會使參比電極的采樣電位發(fā)生相應(yīng)變化，在用戶設(shè)定好預(yù)置參比電位后，這兩者的差值作為控制系統(tǒng)的輸入量；本發(fā)明中的雙模糊閉環(huán)控制算法包含模糊PID算法的電流內(nèi)閉環(huán)1和純模糊的電位外閉環(huán)2 模糊PID電流內(nèi)環(huán)可以在恒電流運(yùn)行模式時獨(dú)立作用，給定信號切換為用戶設(shè)置的給定電流值，電流反饋信號與給定信號做差運(yùn)算后的信號一路直接進(jìn)入模塊控制算法模塊和PID控制模塊、另一路則經(jīng)過微分運(yùn)算變?yōu)槠畹淖兓市盘?，模糊控制算法?jīng)過模糊化、模糊推理、清晰化三個過程，實(shí)現(xiàn)模糊控制，其中模糊推理主要是根據(jù)模糊控制規(guī)則二維表查詢得出PID控制器的P、I、D三個參數(shù)值，以使控制效果最優(yōu)；模糊控制算法的核心是模糊規(guī)則二維表，表的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別為偏差和偏差變化率，表值為控制輸出量。規(guī)則表與具體的設(shè)備輸入輸出要求有關(guān)， 是控制系統(tǒng)的核心內(nèi)容；PID控制器輸出的信號直接作用于被控對象，即IPM模塊，以改變設(shè)備的最終輸出電流；在恒電位工作模式時，給定信號為用戶設(shè)置的給定電位置，電流反饋信號經(jīng)電位變換系數(shù)得到相應(yīng)的電位反饋值，電位反饋值與給定電位電位的偏差和該偏差變化率進(jìn)入外環(huán)模糊控制器，同樣根據(jù)外環(huán)的模糊二維控制表查詢得出該外環(huán)模糊控制器的輸出量，來作為內(nèi)環(huán)電流給定值，內(nèi)外環(huán)控制同時作用，最終輸出恒定電流至IPM模塊。
本發(fā)明采用IPM模塊，其是IGBT、驅(qū)動電路、保護(hù)電路的合成模塊，IPM模塊自身壓降低，損耗小，散熱量低，可靠性也比依靠外電路保護(hù)的IGBT大幅提高，同時由于它的高集成度，可以大大縮減開發(fā)周期；工程實(shí)際外加電流陰極保護(hù)的極化過程是個慢反應(yīng)過程， 在控制系統(tǒng)中屬于具有大延遲環(huán)節(jié)動態(tài)特性的對象，傳統(tǒng)的PI或PID控制技術(shù)雖然性能優(yōu)異，但在被控對象模型不精確的情況下，很難保證控制效果，甚至可能出現(xiàn)控制結(jié)果發(fā)散或震蕩的情況，表現(xiàn)為電位不穩(wěn)定、輸出電流大幅震蕩，甚至超出輸出邊界；模糊控制技術(shù)， 具有一定的容忍性、學(xué)習(xí)性和自適應(yīng)性，可以根據(jù)被控對象的實(shí)際動態(tài)和靜態(tài)特性，利用規(guī)則二維表，自行調(diào)整控制參數(shù)，以達(dá)優(yōu)異的控制效果；主電路采用并聯(lián)電容、飽和電感及阻斷電容來實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，大大減小了功率模塊的損耗和熱耗，提高了整機(jī)效率，最高可達(dá)90% 以上，延長了模塊壽命，同時也縮小了設(shè)備的體積和重量；采用STM32系列的MCU作為核心處理器，實(shí)現(xiàn)了采樣、信號處理、脈寬調(diào)節(jié)單片化作業(yè)，大幅提高了設(shè)備的運(yùn)行速度，配合16 位高精度AD轉(zhuǎn)換器，使理論采樣精度達(dá)到0. ImV,同時，STM32系列MCU的32位尋址能力， 擴(kuò)展了設(shè)備數(shù)據(jù)存儲能力，并支持U盤或SD卡存儲設(shè)備，數(shù)據(jù)存儲容量最大可達(dá)2GB，即按每分鐘采集一次數(shù)據(jù)，理論連續(xù)可采數(shù)據(jù)大于40年，支持熱插拔，可隨時導(dǎo)出數(shù)據(jù)，便于分析；將各主要功能模塊獨(dú)立封裝，通過背板卡槽集成到一起，方便終端用戶檢修，一旦某部件出現(xiàn)故障，就像插拔U盤一樣，直接換成另一備件，同時由于模塊的獨(dú)立封裝也避免了強(qiáng)弱電和雜散信號之間的相互干擾；強(qiáng)化設(shè)備內(nèi)部的對流傳熱，減小散熱片體積，縮小了整機(jī)重量和尺寸。上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種模糊雙閉環(huán)控制的移相全橋軟開關(guān)IPM型智能恒電位儀，為陰極保護(hù)系統(tǒng)提供純凈、可靠的電流，其特征在于包括主電路由輸入整流電路、濾波電路、IPM模塊、全橋整流電路及LC濾波電路依次電連通構(gòu)成，控制電路以一 STM32系列的MCU為核心處理器，所述的核心處理器外連有供用戶給定預(yù)設(shè)值的顯示操作模塊，所述的陰極保護(hù)系統(tǒng)的參比電極和所述的LC濾波電路的輸出經(jīng)一 16位高精度AD轉(zhuǎn)換器處理后得到一采樣信號， 所述的核心處理器以所述的采樣信號與所述的預(yù)設(shè)值的偏差作為控制信號、經(jīng)過內(nèi)部的模糊雙閉環(huán)控制算法得到用于控制所述的IPM模塊的控制信號，所述的IPM的輸出信號經(jīng)過所述的全橋整流電路和所述的LC濾波電路處理后送至所述的陰極保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)所述的IPM 模塊發(fā)生故障時所述的IPM模塊能夠向所述的核心處理器發(fā)出表征所述的IPM模塊出現(xiàn)故障的開關(guān)量信號，所述的模糊雙閉環(huán)控制算法包括模糊PID算法的電流內(nèi)閉環(huán)和純模糊算法的電位外閉環(huán)，該恒電位儀具有恒電流工作模式和恒電位工作模式當(dāng)其處于恒電流工作模式時，用戶給定所述的核心處理器一個電流預(yù)設(shè)值，該電流預(yù)設(shè)值與所述的采樣信號之間的電流偏差作為控制信號經(jīng)所述的電流內(nèi)閉環(huán)的算法處理后作用于所述的IPM模塊，最終得到恒電流輸出；當(dāng)其處于恒電位工作模式時，用戶給定所述的核心處理器一個電位預(yù)設(shè)值，該電位預(yù)設(shè)值與由所述的采樣信號得到的電位信號之間的電位偏差經(jīng)所述的電位外閉環(huán)的算法處理后得到一個送入所述的電流內(nèi)閉環(huán)的電流信號，經(jīng)所述的電流內(nèi)閉環(huán)的控制作用后輸入至所述的IPM模塊，最終得到恒電流輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模糊雙閉環(huán)控制的移相全橋軟開關(guān)IPM型智能恒電位儀，其特征在于所述的全橋整流電路中還包括軟開關(guān)電路、高頻變壓器和用于整流的快恢二極管，所述的軟開關(guān)電路通過并聯(lián)電容、飽和電感及阻斷電容來實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模糊雙閉環(huán)控制的移相全橋軟開關(guān)IPM型智能恒電位儀，其特征在于所述的輸入整流電路及所述的濾波電路附有濾波電容充電保護(hù)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模糊雙閉環(huán)控制的移相全橋軟開關(guān)IPM型智能恒電位儀，其特征在于所述的核心處理器還外擴(kuò)有用于與上位機(jī)通訊的通訊電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模糊雙閉環(huán)控制的移相全橋軟開關(guān)IPM型智能恒電位儀，其特征在于所述的核心處理器與所述的IPM模塊所需的低壓直流電源均由工頻交流輸入經(jīng)過多路隔離AC/DC變換模塊處理后提供。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模糊雙閉環(huán)控制的移相全橋軟開關(guān)IPM型智能恒電位儀，其特征在于所述的核心處理器與所述的IPM模塊之間的控制信號和所述的開關(guān)量信號均經(jīng)光華禹隔1 °
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模糊雙閉環(huán)控制的移相全橋軟開關(guān)IPM型智能恒電位儀，其特征在于所述的陰極保護(hù)系統(tǒng)的參比電極經(jīng)一隔離放大濾波器處理后送入所述的16位高精度AD轉(zhuǎn)換器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模糊雙閉環(huán)控制的移相全橋軟開關(guān)IPM型智能恒電位儀，其特征在于所述的模糊PID算法的電流內(nèi)閉環(huán)中電流偏差的一路直接進(jìn)入內(nèi)環(huán)模糊控制算法模塊和PID控制模塊、另一路經(jīng)微分運(yùn)算后變?yōu)殡娏髌畹淖兓手筮M(jìn)入所述的內(nèi)環(huán)模糊控制算法模塊，所述的電流偏差還有一路直接進(jìn)入所述的PID控制模塊，所述的內(nèi)環(huán)模糊控制算法模塊的輸出進(jìn)入所述的PID控制模塊，所述的PID控制模塊的輸出直接作用于所述的IPM模塊，最終輸出恒電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模糊雙閉環(huán)控制的移相全橋軟開關(guān)IPM型智能恒電位儀，其特征在于所述的純模糊算法的電位外閉環(huán)中電位偏差的一路直接進(jìn)入外環(huán)模糊控制算法模塊、另一路經(jīng)微分運(yùn)算后變?yōu)殡娢黄畹淖兓手筮M(jìn)入外環(huán)模糊控制算法模塊得到一送入所述的模糊PID算法的電流內(nèi)閉環(huán)的電流信號，該電流信號經(jīng)所述的模糊PID算法的電流內(nèi)閉環(huán)后直接作用于所述的IPM模塊，最終輸出恒電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或8或9所述的模糊雙閉環(huán)控制的移相全橋軟開關(guān)IPM型智能恒電位儀，其特征在于所述的模糊PID算法的電流內(nèi)閉環(huán)和所述的純模糊算法的電位外閉環(huán)的控制參數(shù)值均由模糊控制規(guī)則二維表查詢。
全文摘要
本發(fā)明公開一種模糊雙閉環(huán)控制的移相全橋軟開關(guān)IPM型智能恒電位儀，為陰極保護(hù)系統(tǒng)提供純凈、可靠的電流，包括主電路和控制電路，所述的主電路由整流電路、濾波電路、IPM模塊、全橋整流電路及LC濾波電路依次電連通構(gòu)成，所述的控制電路以一STM32系列的MCU為核心處理器，對所述的IPM模塊采用模糊雙閉環(huán)控制算法。本發(fā)明采用IPM模塊，其是IGBT、驅(qū)動電路、保護(hù)電路的合成模塊，IPM模塊自身壓降低，損耗小，散熱量低，可靠性也比依靠外電路保護(hù)的IGBT大幅提高，同時由于它的高集成度，可以大大縮減開發(fā)周期；可以根據(jù)被控對象的實(shí)際動態(tài)和靜態(tài)特性，利用規(guī)則二維表，自行調(diào)整控制參數(shù)，以達(dá)優(yōu)異的控制效果。
文檔編號C23F13/06GK102281012SQ201110220719
公開日2011年12月14日 申請日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者劉爽, 張磊, 林斌, 林澤泉, 韓留紅, 高玉柱 申請人:中國廣東核電集團(tuán)有限公司, 蘇州熱工研究院有限公司