電壓型逆變器控制算法的研究

《電壓型逆變器控制算法的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、分類(lèi)號(hào)：ＴＭ４６４單位代碼：１０７２０１密級(jí)：公開(kāi)學(xué)號(hào)：５０８５２０７０４ＳｈａａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ碩士學(xué)位論文電壓型逆變器控制算法的研究Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｏｎｔｒｏｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｏｆｖｏｌｔａｇｅｓｏｕｒｃｅｉｎｖｅｒｔｅｒ論文作者：王明雷指導(dǎo)教師：董鋒斌副教授、職稱校外指導(dǎo)教師：閆新華專(zhuān)業(yè)學(xué)位類(lèi)別：碩士專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域名稱：電氣工程二〇一八．年六月分類(lèi)號(hào)：TM464單位代碼：10720密級(jí)：公開(kāi)學(xué)號(hào)：150852070

2、4碩士學(xué)位論文電壓型逆變器控制算法的研究Researchoncontrolalgorithmsofvoltagesourceinverter論文作者：王明雷指導(dǎo)教師、職稱：董鋒斌副教授校外指導(dǎo)教師：閆新華專(zhuān)業(yè)學(xué)位類(lèi)別：工程碩士專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域名稱：電氣工程二○一八年六月摘要電壓型逆變器(VotageSourceInverter,VSI)被廣泛應(yīng)用于不間斷供電電源、新能源發(fā)電、新能源汽車(chē)等領(lǐng)域，成為了現(xiàn)代工業(yè)、居民生活不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備。為了有效地提高逆變器的性能，合理的控制算法是逆變器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。然而，逆變器是一類(lèi)時(shí)變的、

3、耦合的程序控制系統(tǒng)，常規(guī)比例積分（ProportionalIntegral,PI）控制規(guī)律對(duì)此類(lèi)系統(tǒng)理論上無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差跟蹤，這就需要用別的控制算法來(lái)進(jìn)行有效控制。因此，本論文以VSI為對(duì)象，分別對(duì)dq坐標(biāo)系下的解耦控制和模型預(yù)測(cè)控制算法進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容如下：首先，建立了Y型負(fù)載下的三相VSI系統(tǒng)離散模型，采用開(kāi)關(guān)平均算子將離散模型轉(zhuǎn)化為連續(xù)模型。利用dq坐標(biāo)變換將逆變器三相ABC模型轉(zhuǎn)化為兩相dq模型，同時(shí)在穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)處進(jìn)行了線性化處理，進(jìn)一步得到了其動(dòng)態(tài)dq模型。利用解耦原理得到了無(wú)耦合項(xiàng)的三相VSI數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)

4、上，推導(dǎo)了逆變器開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，為后續(xù)的控制算法的研究奠定了理論基礎(chǔ)。其次，詳細(xì)地討論了正弦波脈寬調(diào)制（SinusoidalPulseWidthModulation,SPWM）和空間矢量脈寬調(diào)制（SpaceVectorPulseWidthModulation,SVPWM）的基本原理，分析了單極性SPWM、雙極性SPWM和SVPWM調(diào)制的優(yōu)缺點(diǎn)。最后討論了二者的區(qū)別和聯(lián)系，并用仿真和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。再次，在所建立的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了電壓電流雙環(huán)PI控制器。利用零極點(diǎn)配置原理，得到了控制器的控制參數(shù)，并用伯德圖對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行

5、了優(yōu)化。以微處理器DSPTMS320F28335為核心，搭建了一臺(tái)750W三相VSI系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了控制算法的合理性和正確性。最后，在單相電壓型逆變器離散模型基礎(chǔ)上，進(jìn)行了有限控制集模型預(yù)測(cè)控制（Finite-ControlSetModel-PredictiveControl,FCS-MPC）和連續(xù)控制集模型預(yù)測(cè)控制（Continuous-ControlSetModel-PredictiveControl,CCS-MPC）的研究。討論了最小代價(jià)函數(shù)的選擇。針對(duì)傳統(tǒng)MPC的不足，給出了一種改進(jìn)型MPC控制方法，在改進(jìn)型MPC控制

6、方法基礎(chǔ)上，分別增加了積分和比例積分補(bǔ)償項(xiàng)。通過(guò)比例調(diào)節(jié)提高系統(tǒng)輸出的瞬態(tài)特性；利用積分作用增加系統(tǒng)輸出穩(wěn)態(tài)性能，降低輸出電壓的穩(wěn)態(tài)誤差。在I所搭建的250W單相VSI系統(tǒng)基礎(chǔ)上，進(jìn)行了算法驗(yàn)證。關(guān)鍵詞：電壓型逆變器；數(shù)學(xué)模型；SPWM；SVPWM；解耦控制；模型預(yù)測(cè)控制IIAbstractVoltageSourceInverter(VSI)iswidelyusedinthefieldsofuninterruptedpowersupply,newenergygeneration,andnewenergyvehicles,and

7、hasbecomeanindispensablekeyequipmentformodernindustryandresidents.Inordertoeffectivelyimprovetheperformanceoftheinverter,areasonablecontrolstrategyisoneofthekeytechnologiesintheinvertersystemdesign.However,theinverterisakindoftime-varyingandcoupledprogramcontrolsyst

8、em.TheconventionalProportionalIntegral(PI)rulecannottheoreticallyachievestaticerrortrackingforthiskindofsystem,whichrequiresothercontrolme