本文關鍵詞：三相PWM整流器高性能控制系統(tǒng)的研究

  更多相關文章： PWM整流器 雙閉環(huán)PI控制 直接功率控制 模型預測控制 總諧波失真

【摘要】：目前電網(wǎng)主要采用三相交流方式為大功率負載供電,隨著電網(wǎng)對電能質量要求的提高、電力電子技術的飛速發(fā)展以及用戶端對高性能整流裝置需求的日益增加,越來越多的PWM整流器將取代傳統(tǒng)的二極管或晶閘管整流器,廣泛的應用于各個領域。通過采用更先進的控制方法,可以提高PWM整流器網(wǎng)側三相電流的穩(wěn)態(tài)諧波性能、提高功率和直流側電壓的動態(tài)響應性能。在滿足電網(wǎng)諧波要求的前提下,采用該控制方法的PWM整流器可以有效的降低開關頻率、減少開關損耗、提高系統(tǒng)效率、降低系統(tǒng)體積和成本。本文主要針對廣泛應用于PWM整流器的三種控制方法進行對比研究,包括經典閉環(huán)雙PI電流控制、直接功率控制(DPC)、模型預測控制(MPC)方法。在相同開關頻率下,比較了三種控制方法的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能,發(fā)現(xiàn)PWM整流器的經典雙閉環(huán)電流PI控制的網(wǎng)側電流總諧波失真(THD)性能較佳,但是其系統(tǒng)的快速響應性能較差；直接功率控制(DPC)其動態(tài)控制效果優(yōu)于經典雙閉環(huán)PI控制,但是其穩(wěn)態(tài)功率紋波較大；模型預測控制(MPC)動態(tài)性能優(yōu)異,網(wǎng)側電流THD指標介于DPC和雙閉環(huán)PI控制之間。在此基礎上本文提出了一種改進的模型預測控制方法,其大大提高了傳統(tǒng)雙矢量MPC的網(wǎng)側電流THD性能,具有所有比較方法中最低的網(wǎng)側電流THD值；同時所提出的方法又保持了MPC的優(yōu)異的動態(tài)性能。計算機仿真驗證了所提方法有效性以及其所具有優(yōu)良的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能,本文所提出的方法也可望用于改進各種傳統(tǒng)模型預測控制算法的穩(wěn)態(tài)性能。
【關鍵詞】：PWM整流器 雙閉環(huán)PI控制 直接功率控制 模型預測控制 總諧波失真
【學位授予單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM461
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-11
• 1.1 課題背景及意義8-9
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀9
• 1.3 本文研究內容9-11
• 第二章 三相PWM整流器數(shù)學模型11-17
• 2.1 PWM整流器整體結構11-12
• 2.2 PWM整流器數(shù)學建模與分析12-16
• 2.2.1 坐標變換12-14
• 2.2.2 建立主回路三相靜止坐標系下數(shù)學模型14-15
• 2.2.3 建立兩相靜止坐標系數(shù)學模型15
• 2.2.4 兩相旋轉坐標系數(shù)學模型15
• 2.2.5 復矢量分析15-16
• 2.3 本章小結16-17
• 第三章 PWM整流器經典控制方法17-52
• 3.1 經典雙閉環(huán)PI控制17-36
• 3.1.1 鎖相環(huán)PLL設計17-20
• 3.1.2 解耦控制20
• 3.1.3 PWM調制20-24
• 3.1.4 PI調節(jié)器的設計24-31
• 3.1.5 仿真及仿真結果分析31-36
• 3.2 直接功率控制36-43
• 3.2.1 直接功率控制框圖37-38
• 3.2.2 直接功率控制開關表38-40
• 3.2.3 仿真結果及分析40-43
• 3.3 傳統(tǒng)模型預測控制43-51
• 3.3.1 傳統(tǒng)模型預測控制流程概述44-45
• 3.3.2 傳統(tǒng)單矢量模型預測控制基本原理45-46
• 3.3.3 傳統(tǒng)單矢量模型預測控制仿真結果與分析46-49
• 3.3.4 傳統(tǒng)雙矢量模型預測控制原理49-50
• 3.3.5 傳統(tǒng)雙矢量模型預測控制仿真結果與分析50-51
• 3.4 本章小結51-52
• 第四章 模型預測控制改進算法及各種方法對比分析52-72
• 4.1 模型預測控制改進算法52-63
• 4.1.1 雙矢量模型預測控制改進算法原理52-55
• 4.1.2 雙矢量模型預測改進算法仿真結果分析55-59
• 4.1.3 單矢量模型預測改進算法原理59-61
• 4.1.4 單矢量模型預測改進算法仿真結果分析61-63
• 4.2 不同控制方法仿真對比分析63-71
• 4.2.1 仿真參數(shù)63
• 4.2.2 各控制方法動態(tài)性能分析63-67
• 4.2.3 各控制方法頻譜分析67-71
• 4.3 本章小結71-72
• 第五章 結論與展望72-74
• 參考文獻74-78
• 申請學位期間的研究成果及發(fā)表的學術論文78-79
• 致謝79

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李正強;張怡哲;鄧建華;陳琪;;基于模型預測控制的非線性飛行控制系統(tǒng)研究[J];飛行力學;2009年01期

2 馬艷;卜麗;孫長江;;基于模型預測控制的乳化物干燥控制系統(tǒng)[J];制造業(yè)自動化;2011年15期

3 劉向杰;孔小兵;;電力工業(yè)復雜系統(tǒng)模型預測控制——現(xiàn)狀與發(fā)展[J];中國電機工程學報;2013年05期

4 彭勇剛;韋巍;王均;;時滯約束系統(tǒng)的神經動態(tài)優(yōu)化模型預測控制[J];儀器儀表學報;2013年05期

5 陳國定;饒寧;;混凝投藥系統(tǒng)的雙層結構模型預測控制策略[J];浙江工業(yè)大學學報;2013年04期

6 湯自安;多模型預測控制方法研究[J];蘭州鐵道學院學報;1999年01期

7 王磊;文成林;;基于協(xié)作的分布式估計算法及在模型預測控制中的應用[J];清華大學學報(自然科學版);2008年S2期

8 陳文博;楊春節(jié);曹柬;何川;;模型預測控制策略的供應鏈庫存與生產優(yōu)化調度方法[J];現(xiàn)代制造工程;2009年05期

9 馮少輝,趙均,錢積新;單值模型預測控制的應用研究[J];機床與液壓;2003年06期

10 袁忠于;周鳳岐;;非整數(shù)控制時域模型預測控制[J];火力與指揮控制;2011年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周帝;趙可君;;模型預測控制中的硬約束松化研究[A];全國冶金自動化信息網(wǎng)2014年會論文集[C];2014年

2 楊馬英;;模型預測控制的性能監(jiān)視與評價——綜述[A];第二十一屆中國控制會議論文集[C];2002年

3 武俊峰;王振英;;基于狀態(tài)觀測器的約束魯棒模型預測控制[A];04'中國企業(yè)自動化和信息化建設論壇暨中南六省區(qū)自動化學會學術年會專輯[C];2004年

4 周明;周堅剛;余達太;;鋼鐵企業(yè)模型預測控制技術綜述[A];冶金軋制過程自動化技術交流會論文集[C];2005年

5 張聚;張海華;;時延網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的顯式模型預測控制[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference（CCDC）[C];2011年

6 付慶華;曹玉強;;基于模型預測控制的快速溫度調節(jié)器[A];1996中國控制與決策學術年會論文集[C];1996年

7 李檸;李少遠;席裕庚;;pH中和過程的多模型預測控制[A];第二十屆中國控制會議論文集（上）[C];2001年

8 周洪亮;劉志遠;;基于模型預測控制的車輛橫擺穩(wěn)定控制器設計[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

9 羅秋濱;韓志剛;朱宏;;非線性系統(tǒng)的無模型預測控制方法[A];2009中國控制與決策會議論文集（1）[C];2009年

10 袁景淇;任海濤;王明珠;任樂民;;基于模型的重組酵母碳源流加速率控制[A];第二十一屆中國控制會議論文集[C];2002年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孫長生;國內熱工自動調節(jié)優(yōu)化系統(tǒng)應用的主要廠家評析[N];中國電力報;2012年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孔小兵;非線性模型預測控制及其在發(fā)電過程控制中的應用[D];華北電力大學;2014年

2 岳俊紅;復雜工業(yè)過程多模型預測控制策略及其應用研究[D];華北電力大學（北京）;2008年

3 馮少輝;模型預測控制工程軟件關鍵技術及應用研究[D];浙江大學;2003年

4 蘇成利;非線性模型預測控制的若干問題研究[D];浙江大學;2006年

5 孫峻;非線性模型預測控制理論及應用研究[D];西北工業(yè)大學;2002年

6 李志軍;約束模型預測控制的穩(wěn)定性與魯棒性研究[D];華北電力大學（北京）;2005年

7 田翔;模型預測控制并行計算系統(tǒng)研究[D];浙江大學;2007年

8 王浩坤;無偏模型預測控制的若干理論和方法研究[D];浙江大學;2015年

9 包哲靜;支持向量機在智能建模和模型預測控制中的應用[D];浙江大學;2007年

10 黃驊;非線性模型預測控制的魯棒穩(wěn)定性與在線優(yōu)化算法研究[D];浙江工業(yè)大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李德q，

本文編號：671339