具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：图1是立即模式下数字采样PWM的闭环反馈电力电子变换器等效结构图。其中，数字采样PWM基于立即模式。图1中ADC表示模数转换单元，表示参考信号。图2是影子模式下的规则采样PWM。图2中v_c(t)表示周期为开关周期的三角载波，m_z(t)表示阶梯状调制波信号，T_s是采样周期，T_sw是开关周期，y(t)表示占空比信号。信号采样在三角载波的峰值处完成，控制算法计算完成以后，调制信号于下一采样周期峰值处更新，该模式下计算延时为一个采样周期。图3是立即模式下的规则采样PWM。图3中v_c(t)表示周期为开关周期的三角载波，m_z(t)表示阶梯状调制波信号，T_s是采样周期，T_sw是开关周期，y(t)表示占空比信号。信号采样同样在三角载波的峰值处完成，但与影子模式不同的是，当控制算法计算完成以后，调制信号将立即更新，计算延时显著减小。

图4是立即模式下的纵向穿越示意图。图4中v_c(t)表示周期为开关周期的三角载波，m_z(t)表示阶梯状调制波信号，T_s是采样周期，T_sw是开关周期，y(t)表示占空比信号。图中三角载波的下降沿处，上一采样周期调制信号M_z[k-1]更新为当前采样周期调制信号M_z[k]时，调制信号纵向穿过三角载波，而DSP中只有调制信号与载波信号相等时才会改变占空比，因此纵向穿越发生时调制信号与载波不能有效比较，电平无法正常翻转，导致脉冲丢失。

一种应用于立即模式下的数字信号处理器中以对电力电子变换器进行数字控制的基于立即模式的电力电子变换器数字控制方法，包括纵向穿越预测方法和在预测到发生纵向穿越现象时执行的纵向穿越消除方法。

为了解决上述脉冲丢失的现象，将EPWM中计数器比较子模块(CC)默认配置的影子模式(shadowmode)修改为立即模式(immediatemode)后，首先对纵向穿越现象的发生进行预测，即纵向穿越预测方法为：读取数字信号处理器中当前采样周期的调制信号M_z[k]、上一采样周期的调制信号M_z[k-1]，依据用于表示载波信号的载波计数值CTR^*确定比较值，根据当前采样周期的调制信号M_z[k]、上一采样周期的调制信号M_z[k-1]分别与对应比较值的比较结果，预测是否将要发生纵向穿越现象。

纵向穿越预测方法具体包括以下步骤：

步骤1：读取上一采样周期的调制信号M_z[k-1]并存储到数字信号处理器DSP中；

步骤2：在数字信号处理器DSP中当前采样周期的调制信号M_z[k]更新后，读取当前采样周期的调制信号M_z[k]，并读取比较值；

步骤3：将上一采样周期的调制信号、当前采样周期的调制信号分别与对应比较值进行比较而获得比较结果，从而预测是否将要发生纵向穿越现象。

步骤3中，比较值包括用于与上一采样周期的调制信号进行比较的载波计数值和用于与当前采样周期的调制信号进行比较的载波计数微调值，根据读取载波计数值到更新调制信号的程序长度对载波计数值进行微调而得到载波计数微调值。对于载波信号的下降沿，载波计数微调值＝载波计数值-Δ，对于载波信号的上升沿，载波计数微调值＝载波计数值+Δ，其中Δ为依据读取载波计数值到更新调制信号的程序长度确定的调整值。对于载波信号的下降沿，若满足上一采样周期的调制信号＜载波计数值和当前采样周期的调制信号＞载波计数微调值，则预测将要发生纵向穿越现象；对于载波信号的上升沿，若满足上一采样周期的调制信号＞载波计数值和当前采样周期的调制信号＜载波计数微调值，则预测将要发生纵向穿越现象。

如附图5所示，读取上一采样周期的调制信号M_z[k-1]并将其储存到DSP中，当前采样周期的调制信号M_z[k]更新后进行读取，并读取当前载波计数值CTR^*；将上一采样周期的调制信号M_z[k-1]和当前采样周期的调制信号M_z[k]分别与根据载波计数值CTR^*确定的比较值进行比较；考虑到DSP中断程序运行需要时间，从读取载波计数值到调制信号更新需要一定时间，因此适当微调用于比较的计数值得到载波计数微调值，从而避免纵向穿越现象的漏判。

以三角载波下降沿为例，当以下条件同时满足时判断出纵向穿越现象将要发生：

M_z[k-1]＜CTR^* (1)

M_z[k]＞CTR^*-Δ (2)

其中调整值Δ取决于读取载波计数值到调制信号更新的程序长度，可适当调整。

同理，当以下条件同时满足时判断出三角载波上升沿将要发生纵向穿越现象：

M_z[k-1]＞CTR^* (3)

M_z[k]＜CTR^*+Δ (4)

判断出纵向穿越现象将要发生后，为了避免调制信号修正对闭环运行可能的影响，需执行纵向穿越消除方法。纵向穿越消除方法为：当预测到将要发生纵向穿越现象时，将当前采样周期的调制信号M_z[k]正常赋值给数字信号处理器中的寄存器CMPA，将上一采样周期的调制信号M_z[k-1]暂时赋值给数字信号处理器配置的增强型脉冲宽度调制外设中的寄存器CMPB，使调制信号通过增强型脉冲宽度调制外设中的寄存器CMPB正常翻转而修正调制信号，从而更新调制信号。从而避免了脉冲丢失，同时不影响数字信号处理器中的寄存器CMPA后续正常工作。当前采样周期结束后，暂时屏蔽增强型脉冲宽度调制外设中的寄存器CMPB的功能，直到下一次纵向穿越现象到来。

纵向穿越消除方法具体包括以下步骤：

步骤a：DSP中进行数字脉宽调制时，调制波通常通过寄存器CMPA的值表示。配置增强型脉冲宽度调制外设中的寄存器的更新及翻转模式，使之与数字信号处理器中的寄存器的配置保持一致；

步骤b：当预测到将要发生纵向穿越现象时，将当前采样周期的调制信号M_z[k]正常赋值给数字信号处理器中的寄存器CMPA，将上一采样周期的调制信号M_z[k-1]暂时赋值给数字信号处理器配置的增强型脉冲宽度调制外设中的寄存器CMPB，使调制信号通过增强型脉冲宽度调制外设中的寄存器CMPB正常翻转而修正调制信号，从而更新调制信号；

步骤c：当前采样周期结束后，暂时屏蔽增强型脉冲宽度调制外设中的寄存器CMPB的功能并等待下一次纵向穿越现象到来。

本发明基于DSP中的立即模式实现规则采样，并通过将相邻两个采样周期的调制信号同时与当前载波计数值比较，自动辨识纵向穿越并通过修正调制信号且立即更新，从而抑制纵向穿越带来的死区效应或脉冲丢失。

为了验证本发明所提出方法的有效性，以闭环反馈控制DC/AC逆变器为例，采用本发明提出的立即模式下用于预测和消除纵向穿越现象的控制策略进行了实验，并在同样的控制参数下应用影子模式和立即模式进行了对比实验。图6是应用本发明提出的立即模式下用于预测和消除纵向穿越现象的控制策略前后的对比波形图，由图可知，直接应用立即模式时，纵向穿越发生导致了脉冲丢失现象，应用本发明提出的控制方法后，消除了纵向穿越现象，占空比能够正常更新。图7是相同控制参数下应用影子模式和本发明使用的立即模式进行数字采样的对比波形图，当控制器增益k_p变化时，影子模式下的电流波形由稳定变为振荡，立即模式下的电流波形保持稳定，说明应用立即模式有效降低了数字延时进而提高了控制带宽。

由此可见本发明基于DSP中的立即模式实现规则采样，有效降低了计算延时；同时应用本发明提出的预测并消除纵向穿越现象的控制方法，解决了立即模式下纵向穿越导致的脉冲丢失问题，从而保证了立即模式下电力电子变换器的闭环控制稳定性。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。