本文關(guān)鍵詞：Buck逆變器的二階滑�？刂蒲芯�

  更多相關(guān)文章： 逆變器 二階滑�？刂� 非線性控制 正弦信號發(fā)生器

【摘要】：逆變器是通過功率開關(guān)器件有規(guī)律的導(dǎo)通和關(guān)斷,將直流電轉(zhuǎn)化為交流電的裝置。隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展,大功率開關(guān)器件和集成控制電路技術(shù)的成熟,逆變器的應(yīng)用非常廣泛。隨著各行各業(yè)的發(fā)展,對電能質(zhì)量的要求越來越高。在很多場合要求逆變器的輸出電壓波形能夠精確地跟蹤給定參考電壓,且具有快速的動態(tài)響應(yīng)。為了讓逆變器能夠適應(yīng)更高的應(yīng)用需求,論文研究了Buck逆變器控制系統(tǒng)的二階滑�？刂扑惴�,提高其動態(tài)響應(yīng)速度和對參數(shù)變化及負(fù)載擾動的魯棒性。本文研究和設(shè)計(jì)工作如下:(1)分析了Buck逆變器的工作原理,建立了其數(shù)學(xué)模型,提出了一種基于有限狀態(tài)機(jī)結(jié)構(gòu)的二階滑�？刂扑惴�。通過建立狀態(tài)機(jī)的有效狀態(tài)與逆變器主電路開關(guān)狀態(tài)的映射關(guān)系,根據(jù)不同的外部切換條件,實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)輸出控制的切換,實(shí)現(xiàn)對逆變器輸出電壓的調(diào)節(jié)。(2)分析了Buck逆變器輸出電壓與電感電流的相平面軌跡,計(jì)算了功率開關(guān)的最優(yōu)切換點(diǎn),獲得了系統(tǒng)的最優(yōu)相平面軌跡。建立了系統(tǒng)滑模面,根據(jù)逆變器輸入電壓、參考電壓和滑模量,推導(dǎo)出二階滑模控制器的自適應(yīng)參數(shù)。通過引入磁滯參數(shù)限制逆變器開關(guān)頻率。結(jié)合控制器的自適應(yīng)參數(shù),分析了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)動軌跡和電壓跟蹤性能。通過仿真,驗(yàn)證了該算法的有效性和可靠性。(3)設(shè)計(jì)Buck逆變器控制系統(tǒng)硬件電路,搭建了一臺功率為720VA的試驗(yàn)樣機(jī)。分別在線性和非線性負(fù)載情況下,對逆變器控制系統(tǒng)的啟動、負(fù)載擾動過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,獲得了較好的控制效果。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,論文提出的二階滑�？刂扑惴▽�(shí)現(xiàn)了Buck逆變器的快速和穩(wěn)定控制。與現(xiàn)有算法相比,提出的控制算法能夠在不檢測電流或者不需要積分器的前提下,對參考電壓任意初始位置實(shí)現(xiàn)快速無超調(diào)控制。在負(fù)載擾動情況下,提出的控制算法僅僅通過一個切換動作即可將輸出電壓調(diào)整到參考位置,實(shí)現(xiàn)了輸出電壓調(diào)節(jié)的最優(yōu)跟蹤軌跡。通過對多種非線性負(fù)載的電壓跟蹤測試,證明了算法的魯棒性。因此,提出的二階滑模控制算法,能夠有效地對輸出電壓進(jìn)行跟蹤控制,提高了Buck逆變器的快速響應(yīng)能力和對負(fù)載擾動的魯棒性。
【關(guān)鍵詞】：逆變器 二階滑模控制 非線性控制 正弦信號發(fā)生器
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題研究背景及意義8
• 1.2 國內(nèi)外逆變器的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢8-10
• 1.3 逆變器控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3.1 PID控制10
• 1.3.2 無差拍控制10-11
• 1.3.3 雙環(huán)控制11
• 1.3.4 邊界控制11-12
• 1.3.5 滑�？刂�12
• 1.3.6 脈沖寬度調(diào)制(PWM)12-13
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)13
• 1.5 本章小結(jié)13-14
• 2 Buck逆變器控制系統(tǒng)14-23
• 2.1 Buck逆變器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)14
• 2.2 逆變器的分類14-17
• 2.2.1 推挽逆變電路拓?fù)?/span>15
• 2.2.2 半橋逆變電路拓?fù)?/span>15-16
• 2.2.3 全橋逆變電路拓?fù)?/span>16-17
• 2.3 滑模控制17-18
• 2.4 高階滑模18-22
• 2.4.1 高階滑模的定義18
• 2.4.2 二階滑�？刂�18-19
• 2.4.3 二階滑模控制算法19-22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 3 Buck逆變器的二階滑�？刂�23-33
• 3.1 Buck逆變電路拓?fù)?/span>23
• 3.2 二階滑�？刂破鞯挠邢逘顟B(tài)機(jī)結(jié)構(gòu)23-25
• 3.3 相軌跡的收斂行為分析25-27
• 3.4 自適應(yīng)參數(shù)的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析27-32
• 3.4.1 自適應(yīng)參數(shù)的設(shè)計(jì)27-30
• 3.4.2 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析30-32
• 3.5 本章小結(jié)32-33
• 4 Buck逆變器控制系統(tǒng)仿真33-41
• 4.1 電路參數(shù)設(shè)計(jì)33-34
• 4.2 Buck逆變器控制系統(tǒng)仿真模型34-35
• 4.3 仿真結(jié)果及分析35-39
• 4.4 本章小結(jié)39-41
• 5 Buck逆變器控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)41-53
• 5.1 Buck逆變器控制系統(tǒng)試驗(yàn)樣機(jī)41-42
• 5.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)42-46
• 5.2.1 Buck逆變器42
• 5.2.2 驅(qū)動電路42-43
• 5.2.3 反饋信號調(diào)理電路及AD通道43-45
• 5.2.4 供電電源電路45-46
• 5.3 有限狀態(tài)機(jī)控制器FPGA的實(shí)現(xiàn)46-47
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析47-52
• 5.5 本章小結(jié)52-53
• 6 結(jié)論與展望53-54
• 6.1 論文工作總結(jié)53
• 6.2 展望53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 附錄59
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及專利59

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：747592