4.3.1Boost 稳压输出
由于本系统中存在两种工作模式，经研究发现，两种工作模式控制方式的不同最终体现在对逆变器的控制上，因此在设计控制算法时，将前级Boost 升压与后级的逆变分开处理，即前级Boost 电路的作用就是保证直流母线电压恒定，为实现该目标，前级Boost 的稳压输出采用经典控制中的PI 控制算法，设计中采用了增量式PI 控制算法，增量式PID 公式为：
)2()(211---+-++-=∆n n n D n I n n c n e e e K e K e e K P （4-1）
其中K I 为积分系数，K D 为微分系数，本系统只使用了PI 控制，因此微分系数为零，因此整理后的增量式PI 为：
n I n n c n e K e e K P +-=∆-)(1 （4-2）
为减小超调，提高调节速度，设计时给系统增加了一个前馈环节。

因此，本系统PI 控制的公式为：
11)(--++-=∆n n I n n c n P e K e e K P （4-3）
PI 控制是工业应用非常广泛的控制算法，但是PI 参数的选择是比较令人头痛的事情，大多数在确定参数时采用试凑与经验相结合方式。

本设计结合该系统的控制特点，给出了PI 参数范围确定的比较好的试凑方法。

下面以Boost 电路为例，通过PI 控制实现电压输出的稳定。

额定输入电压：24V
输入电压：21.6V —28.8V
输出电压：85V
工作频率：15K
控制器：DSP28035
具体选择如下（其中D 为DSP 中设置的升压比）：
（1）选取软启动最优工作点
由于Boost 电路在实际带载时，输出电压要低于理论计算值，因此确定最小占空比D 为：
338.0858.28≈=V
V D （4-4） 因此在D 初始化时为0.80，软启动过程完成后，D 的值为0.338。

（2）判断控制器的调节精度
DSP 工作频率为15K ，设置的DSP 中PWM 比较器的周期值为1000，因此Boost 电路在调节时的精度为0.001D e ∆=，所以Boost 调节的最大误差为（假设此时的D = 0.2）：
max 21.621.60.50.20.201
V V e V =-= （4-5） 最小误差为（假设此时的D = 0.28）： min 28.828.80.40.270.271V V e V =
-= （4-6）
即在输入直流电压波动范围内输出稳定时，调节误差在0.4V —0.5V 的范围内。

（3）寻找合适p K
通过计算可得系统在软启动后的最大误差为：
V V V V V E 216485338
.06.2185max =-=-= （4-7） 因此在选择p K 时需要考虑最大误差max E 和电路调节精度D e ∆，由于此时的调节步长为21.6/0.321.6/0.2990.24V V V -=，所以在选择时0875.0001.0*24.0/21=<∆D ，因此00417.021/0875.0=<Kp 。

因此可以得到p K 的大致范围。

（4）寻找合适I K
由于积分环节的作用是消除静态误差，而在使用增量式PI 计算时，I K 与e(k)相乘而p K 与e(k) -e(k-1)相乘，一般情况下，p K 其主要调节作用，因此I K 一般比p K 小一至两个数量级，然后逐渐加大，通过实验很容易找到合适的I K 。

（5）调节周期的选择，
一般情况下，调节周期太小会由于系统D 参数修改不及时而导致超调，调节周期太大又会由于硬件电路的时延使采集数据不准确。

因此在控制时需要根据自己硬件电路的情况选择合适的调节周期。

我们在实验时，调节周期为50ms-500ms 。

该计算过程只是提供一种确定PI 参数选取范围的方法，在应用中仍需要通过实验对其进行调整。

图4.4为PI 调节子函数和PI 参数参考范围计算程序，其中需要说明的是由于积分环节的引入，容易产生积分饱和现象，因此对PI 调节的输出结果进行了限幅处理。

图4.4 PI调节子程序与PI参数参考值计算程序。