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高稳定微波电源设计
资料介绍
本文论述了采用内模控制技术的高稳定微波电源系统的设计方案和调试方法，着重对磁控管的工作原理、系统被控过程建模、内模控制器的设计方法以及整个系统的硬件、软件设计等进行了阐述，对采用内模控制原理设计的PI控制器和PID控制器的微波电源系统性能进行了分析比较。
在以磁控管为核心的微波电源系统中，存在滞后时间长的时滞环节、不可预测的干扰以及非线性和参数易变化的系统组件等因素，在稳定微波输出功率方面，使用常规的PID控制难以达到满意的控制效果。内模控制是一种新型控制策略，其包含了PID控制、Simth预估控制、最优控制和预测控制等控制器的优点。内模控制器的设计与过程的数学模型相关，内模控制器具有原理简单、鲁棒性强、稳态误差小和抗干扰能力强等优点。针对微波电源的非线性被控过程建模，本文使用了一种基于Hammerstien参数模型原理的建模方法，微波电源的非线性过程被分解为非线性静态和线性动态两个部分。将得到的被控过程模型作为内模控制器设计的依据完成了内模控制器的设计，并在MATLAB/Simulink中进行分析验证。
设计以微波等离子体制备金刚石薄膜工艺中使用的微波电源为实践对象，搭建了以ATmega16单片机为处理器的微波电源硬件平台，并进行了以提高输出微波功率稳定性为目标的调试和实验。实验结果表明，利用内模控制的微波电源系统具有良好的抗干扰性能和较小的稳态误差，能够达到提高微波电源输出功率稳定性的目标。
本文中针对微波电源系统的控制器、软件和硬件等方面都提出了一种较为完整的设计方案，相信在此基础上，通过对系统不断的改进和完善，将会获得输出微波功率更加稳定的微波电源系统。
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