17【毕业设计】PWM脉冲调宽程序设计文档

图用波代替正弦半波脉冲调宽程序设计第页共页完全由模拟电路生成本方法通常由正弦调制波和三角载波比较产生，如图所示。

图中，正弦波发生器和三角波发生器分别由模拟电路组成，在异步调制方式下，三角波的频率是固定的，而正弦波的频率和幅值随调制深度的增大而线性增大。

本方法原理简单而且直观，但也带来如下些缺点，故在微处理机控制时般都不用。

正弦调制波和三角载波由硬，王效良，吴皓，张朝平变频调速控制系统的设计与维护济南山东科学技术出版社，李胜宾，陈汉亚语言程序设计长沙湖南科学技术出版社，刘瑞新，赵建军，翟红程单片机原理及应用教程北京机械工业出版社，赵文博，刘文涛单片机语言程序设计北京人民邮电出版社，李宁利用单片机定时器实现信号采样和控制微型机与应用年第期电路的直流源，如对其进行控制，所得到的波就是电流波。

直流斩波电路得到的波是等效直流波形，波得到的是等效正弦波形。

这些都是应用十分广泛的波。

除此之外，波形还可的波也是不等幅的。

不管是等幅波还是不等幅波，都是基于面积等效原理来进行控制的，因此其本质是相同的。

上面所列举的波都是电压波。

除此之外，也还有电流波。

例如，电流型逆变常是等幅波。

如直流斩波电路及逆变电路，其波都是由直流电源产生，由于直流电源电压幅值基本恒定，因此波是等幅的。

如斩控式交流调压电路，矩阵式变频电路，其输入电源都是交流，因此所得到也称波形。

要改变等效输出正弦波的幅值时，只要按照同比例系数改变上述各脉冲的宽度即可。

波形可分为等幅波和不等幅波两种。

由直流电源产生的波通冲的幅值相等，而宽度是按正弦规律变化的。

根据面积等效原理，波形和正弦半波是等效的。

对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到波形。

像这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的波形，脉冲调宽程序设计第页共页合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积冲量相等，就得到土所示的脉冲序列。

这就是波形。

可以看出，各脉，但幅值不等，且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。

如果把上述脉冲序列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应的正弦波部分的中点重控制技术的重要理论基础。

下面分析如何用系列等幅不等宽的脉冲来代替个正弦半波。

把图的正弦半波分成等份，就可以把正弦半波看成是由个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。

这些脉冲宽度相等，都等于述脉冲，则响应也是周期性的。

用傅立叶级数分解后将可看出，各在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同。

图冲量相同的各种窄脉冲的响应波形上述原理可以称之为面积等效原理，它是给出了不同窄脉冲时的响应波形。

从波形可以看出，在的上升段，脉冲形状不同时的形状也略有不同，但其下降段则几乎完全相同。

脉冲越窄，各波形的差异也越小。

如果周期性的施加上的各种窄脉冲图的电路是个具体的例子。

图中为电压窄脉冲，其形状和面积分别如图的，所示，为电路的输入。

该输入加在可以看成惯性环节的电路上，设其电流为电路的输出。

图即冲量都等于，那么当它们分别加在具有惯性的同个环节上时，其输出响应基本相同。

当窄脉冲变为图的单位脉冲函数时，环节的响应即为该环节的脉冲过渡函数。

图形状不同而冲量相同叶变换分析，则其低频段非常接近，仅在高频段有差异。

如图所示的三个窄脉冲形状不同，其中图脉冲调宽程序设计第页共页为矩形脉冲，图为三角形脉冲，图为正弦半波脉冲，但它们的面积理在采样控制理论中有个重要的结论冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时其效果基本相同。

冲量即是窄脉冲的面积。

这里所说的效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。

如果把各输出波形用傅立，而且因的位数高，从而使设计的系统成本居高不下。

若采用软件编程的方法实现，则系统具有小型化，更大的灵活性适应性同时还具有较高的性价比等特点，是实现脉宽调制控制技术的有效途径。

控制的基本原，如使用控制器或在系统中增加电路等，则成本高响应速度慢，而且控制器与系统之间存在兼容问题。

另外，控制系统中的信号采样通常是由转换器来完成，因此检测精度要求较高时，调理电路复杂的意义脉冲调宽技术的用途十分广泛，尤其是在逆变器变频器以及动态无功补偿系统中，不可或缺。

脉宽调制控制技术中的波形既可用硬件电路实现，也可通过程序实现。

对于采用硬件电路方法产生波形，的意义脉冲调宽技术的用途十分广泛，尤其是在逆变器变频器以及动态无功补偿系统中，不可或缺。

脉宽调制控制技术中的波形既可用硬件电路实现，也可通过程序实现。

对于采用硬件电路方法产生波形，如使用控制器或在系统中增加电路等，则成本高响应速度慢，而且控制器与系统之间存在兼容问题。

另外，控制系统中的信号采样通常是由转换器来完成，因此检测精度要求较高时，调理电路复杂，而且因的位数高，从而使设计的系统成本居高不下。

若采用软件编程的方法实现，则系统具有小型化，更大的灵活性适应性同时还具有较高的性价比等特点，是实现脉宽调制控制技术的有效途径。

控制的基本原理在采样控制理论中有个重要的结论冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时其效果基本相同。

冲量即是窄脉冲的面积。

这里所说的效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。

如果把各输出波形用傅立叶变换分析，则其低频段非常接近，仅在高频段有差异。

如图所示的三个窄脉冲形状不同，其中图脉冲调宽程序设计第页共页为矩形脉冲，图为三角形脉冲，图为正弦半波脉冲，但它们的面积即冲量都等于，那么当它们分别加在具有惯性的同个环节上时，其输出响应基本相同。

当窄脉冲变为图的单位脉冲函数时，环节的响应即为该环节的脉冲过渡函数。

图形状不同而冲量相同的各种窄脉冲图的电路是个具体的例子。

图中为电压窄脉冲，其形状和面积分别如图的，所示，为电路的输入。

该输入加在可以看成惯性环节的电路上，设其电流为电路的输出。

图给出了不同窄脉冲时的响应波形。

从波形可以看出，在的上升段，脉冲形状不同时的形状也略有不同，但其下降段则几乎完全相同。

脉冲越窄，各波形的差异也越小。

如果周期性的施加上述脉冲，则响应也是周期性的。

用傅立叶级数分解后将可看出，各在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同。

图冲量相同的各种窄脉冲的响应波形上述原理可以称之为面积等效原理，它是控制技术的重要理论基础。

下面分析如何用系列等幅不等宽的脉冲来代替个正弦半波。

把图的正弦半波分成等份，就可以把正弦半波看成是由个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。

这些脉冲宽度相等，都等于，但幅值不等，且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。

如果把上述脉冲序列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应的正弦波部分的中点重脉冲调宽程序设计第页共页合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积冲量相等，就得到土所示的脉冲序列。

这就是波形。

可以看出，各脉冲的幅值相等，而宽度是按正弦规律变化的。

根据面积等效原理，波形和正弦半波是等效的。

对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到波形。

像这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的波形，也称波形。

要改变等效输出正弦波的幅值时，只要按照同比例系数改变上述各脉冲的宽度即可。

波形可分为等幅波和不等幅波两种。

由直流电源产生的波通常是等幅波。

如直流斩波电路及逆变电路，其波都是由直流电源产生，由于直流电源电压幅值基本恒定，因此波是等幅的。

如斩控式交流调压电路，矩阵式变频电路，其输入电源都是交流，因此所得到的波也是不等幅的。

不管是等幅波还是不等幅波，都是基于面积等效原理来进行控制的，因此其本质是相同的。

上面所列举的波都是电压波。

除此之外，也还有电流波。

例如，电流型逆变电路的直流源，如对其进行控制，所得到的波就是电流波。

直流斩波电路得到的波是等效直流波形，波得到的是等效正弦波形。

这些都是应用十分广泛的波。

除此之外，波形还可以等效成其他所需要的波形，如等效成所需要的非正弦交流波形等，其基本原理和控制相同，也是基于等效面积原理。

第章方案论证脉冲的生成方法生成脉冲的方法有很多，大致可分为三大类第类是完全由模拟电路生成，第二类是由专用集成芯片生成，第三类是由软硬件结合系统生成。

图用波代替正弦半波脉冲调宽程序设计第页共页完全由模拟电路生成本方法通常由正弦调制波和三角载波比较产生，如图所示。

图中，正弦波发生器和三角波发生器分别由模拟电路组成，在异步调制方式下，三角波的频率是固定的，而正弦波的频率和幅值随调制深度的增大而线性增大。

本方法原理简单而且直观，但也带来如下些缺点，故在微处理机控制时般都不用。

正弦调制波和三角载波由硬，王效良，吴皓，张朝平变频调速控制系统的设计与维护济南山东科学技术出版社，李胜宾，陈汉亚语言程序设计长沙湖南科学技术出版社，刘瑞新，赵建军，翟红程单片机原理及应用教程北京机械工业出版社，赵文博，刘文涛单片机语言程序设计北京人民邮电出版社，李宁利用单片机定时器实现信号采样和控制微型机与应用年第期赵德元由单片机控制的单相变频器的研究微型机与应用年第期唐中燕基于单片机的单相变频器设计电机电器技术年第期江世明脉宽调制控制技术中波形程序设计方法邵阳学院学报自然科学版第卷第期年月赵莉正弦脉宽调制的实时实现华东交通大学学报第卷第期年月谢剑操，项占琴软件实现多路波形实时输出的实验研究机电工程第卷第期年月脉冲调宽程序设计第页共页致谢。

附录脉冲调宽