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基于TMS320LF2407A的射频电源控制器的设计

作　者: 陈超
导　师: 王又青
学　校: 华中科技大学
专　业: 物理电子学
关键词: 轴快流CO2激光器射频电源脉宽调制 DSP 模糊控制
分类号: TN248.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 72次
引　用: 2次
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内容摘要

与传统的直流激励相比较,射频激励轴快流CO2激光器具有放电稳定性好、注入功率密度高、电控特性优良以及调制方便等特点,可以通过对射频电源的调制来实现激光输出功率和工作模式的变化。深入研究射频激励电源控制系统具有重要的实用价值和应用前景。为此,本文设计了一套以DSP芯片为核心的7000W射频激励轴快流CO2激光器的射频电源控制系统,其主要内容如下:分析与研究射频激励轴快流CO2激光器的工作原理及控制方法。通过对射频激励轴快流CO2激光器的结构及工作原理的分析,了解射频电源系统的结构、工作原理和特点,进而研究激光功率实时控制的方法。设计以TMS320LF2407A为核心的射频电源控制器。硬件部分设计了模拟量检测电路、开关/数字量检测电路、PWM功放电路以及TMS320LF2407A的外围电路,并使用Protel DXP和Spice软件对设计的电路进行了仿真模拟,仿真结果符合设计要求;软件部分设计了射频电源控制器主程序,激光器3个工作模式子程序,以及AD采样、PWM波产生子程序等。射频电源控制器能够严格按照输入控制指令的要求,通过产生不同占空比的PWM波对射频电源的功率进行控制,使激光器的输出具有连续/脉冲可调模式,并能实时地检测射频电源功率信号,使激光器工作在安全状态。研究稳定激光输出功率的控制方法。针对射频激励轴快流CO2激光器的激光输出功率具有非线性、时变、时滞以及无法用一个精确的数学模型来描述其控制等特性,采用Fuzzy-PID控制技术,实现对激光输出功率进行反馈控制。Fuzzy-PID控制技术,不用确定待控制的时变系统的精确数学模型,使用模糊推理在线调整KP、KI及KD3个参数,使得对激光器输出功率的反馈控制调节成为可能。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 轴快流CO_2 激光器的射频激励技术  8-9
  1.2 射频激励CO_2 激光器国内外发展概况  9-10
  1.3 本文的研究意义及内容  10-12
2 射频激励轴快流CO_2激光器的射频电源系统  12-18
  2.1 射频激励轴快流CO_2 激光器的结构及工作原理  12-13
  2.2 射频电源的结构及工作原理  13-15
  2.3 射频电源控制系统的工作原理  15-17
  2.4 本章小结  17-18
3 射频电源控制器的硬件设计  18-36
  3.1 DSP 控制芯片及外围电路模块设计  18-25
  3.2 模拟量检测模块设计  25-29
  3.3 开关/数字量检测模块设计  29-31
  3.4 PWM 功放模块设计  31-34
  3.5 硬件抗干扰设计  34-35
  3.6 本章小结  35-36
4 射频电源控制器的软件设计  36-55
  4.1 Fuzzy-PID 控制器的基本原理  36-37
  4.2 Fuzzy-PID 控制器的设计  37-44
  4.3 射频电源控制器的软件程序设计  44-54
  4.4 本章小结  54-55
5 试验与波形  55-60
  5.1 Fuzzy-PID 控制器的Matlab 仿真  55-57
  5.2 射频电源控制器的调试  57-59
  5.3 本章小结  59-60
6 全文总结  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-65

基于TMS320LF2407A的射频电源控制器的设计

内容摘要

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