三相电压型PWM整流器复合迭代控制策略研究

发布时间：2017-08-07 04:11

  本文关键词：三相电压型PWM整流器复合迭代控制策略研究

  更多相关文章： PWM整流器 迭代学习控制 SVPWM调制 谐波抑制 复合控制

【摘要】：随着电力电子技术的迅猛发展,出现了各式各样的变流装置。整流器作为连接电网与用电设备的接口,成为当下研究的热点。但是传统整流装置存在功率因数低,谐波含量高等缺点,对电力系统和用户造成很大的危害。本文采用一种“主动式”解决方案对产生无功功率和谐波的装置自身进行改造。PWM整流器能够实现直流侧输出电压恒定,网侧电压电流同相位,且能量能够双向流动,谐波含量低,因而在许多领域得到了广泛应用。首先,本文介绍了PWM整流器的研究背景和意义,并从三个方面分析了其研究现状。然后研究了它的几种常用拓扑结构并选定三相半桥电压型PWM整流器作为本文的研究对象,随后构建了其在三相静止abc坐标系和两相同步旋转dq坐标系下的数学模型,为后文控制器设计做了较好的铺垫。其次,本文选用了基于固定开关频率的SVPWM电流控制方案对系统进行研究和设计。针对传统PI控制不能很好地平衡系统的动、静态性能以及死区等周期性扰动带来的波形畸变等影响,因而提出将迭代学习控制运用到系统控制中。随后设计了复合迭代控制器,并给出相应的收敛条件,然后验证了迭代学习算法的收敛性。其中,电压外环采用复合迭代控制策略,得到稳定直流输出电压的同时抑制周期性扰动所带来的影响。电流内环选用传统PI控制,按照电压外环输出的电流指令实现整流器的高功率因数和低谐波运行。针对正弦脉宽调制(SPWM)电压利用率低和动态响应慢等问题,提出将空间矢量脉宽调制(SVPWM)用于整流器控制中,并详细分析其具体实现过程。最后,通过仿真实验验证了本文所提出的复合控制策略是否具有可行性和明显的优越性。
【关键词】：PWM整流器 迭代学习控制 SVPWM调制 谐波抑制 复合控制
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM461
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 课题背景和意义9-10
• 1.2 PWM整流器的研究现状10-13
• 1.3 三相电压型PWM整流器的调制方式13-15
• 1.3.1 SPWM调制13-14
• 1.3.2 SVPWM调制14-15
• 1.4 迭代学习控制介绍15-17
• 1.4.1 迭代学习控制概述15-16
• 1.4.2 迭代学习控制的研究内容16
• 1.4.3 迭代学习控制的发展趋势16-17
• 1.5 本文主要工作17-19
• 第二章 三相电压型PWM整流器工作原理及其建模分析19-29
• 2.1 整流器参数指标及其工作原理19-21
• 2.1.1 参数指标19
• 2.1.2 工作原理分析19-21
• 2.2 主电路数学模型构建21-24
• 2.2.1 基于三相静止坐标系的数学模型21-23
• 2.2.2 基于两相旋转坐标系的数学模型23-24
• 2.3 整流器相关参数计算24-28
• 2.3.1 三相VSR直流侧电压的计算24-25
• 2.3.2 三相VSR交流侧电感的计算25-28
• 2.3.3 三相VSR直流侧电容的计算28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 三相电压型PWM整流器控制系统设计29-46
• 3.1 系统总体方案设计29-32
• 3.1.1 双闭环控制策略的选择29
• 3.1.2 电流控制策略的选择29-32
• 3.2 电流内环控制器设计32-35
• 3.2.1 前馈解耦控制策略研究32-34
• 3.2.2 电流内环传递函数及参数整定34-35
• 3.3 三相VSR死区效应及解决方案35-37
• 3.3.1 死区效应分析35-36
• 3.3.2 迭代学习控制算法抑制周期性扰动研究36-37
• 3.4 常用控制策略研究37-39
• 3.5 电压外环控制器设计39-45
• 3.5.1 迭代学习控制算法研究39-40
• 3.5.2 双闭环PI控制的电压环参数整定40-42
• 3.5.3 双闭环PI调节器存在的问题42
• 3.5.4 复合迭代控制器设计42-44
• 3.5.5 迭代学习算法收敛性验证44-45
• 3.6 本章小结45-46
• 第四章 电压空间矢量调制方式实现46-56
• 4.1 三相VSR电压空间矢量分布46-48
• 4.2 三相VSR电压空间矢量所处扇区判断48-50
• 4.3 各扇区相邻两非零矢量作用时间的计算50-52
• 4.4 各扇区矢量切换点的确定52-53
• 4.5 换流方式分析53-55
• 4.6 本章小结55-56
• 第五章 仿真结果分析56-69
• 5.1 双闭环PI仿真及其结果分析56-62
• 5.2 复合迭代控制仿真及其结果分析62-68
• 5.3 本章小结68-69
• 第六章 总结与展望69-71
• 6.1 全文总结69
• 6.2 课题展望69-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-76
• 攻读学位期间发表的学术论文76-77

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本文编号：632774