本文關(guān)鍵詞：三相PWM整流器的自適應(yīng)無差拍控制算法研究

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【摘要】：目前,由于電力電子技術(shù)的發(fā)展,電力電子變流裝置得到了大量運(yùn)用,然而現(xiàn)在常規(guī)整流環(huán)節(jié)仍采用了傳統(tǒng)二極管或相控整流方式,大量的電流諧波和無功功率進(jìn)入了電網(wǎng),這些都是對電網(wǎng)的“污染”。隨著社會、環(huán)境對綠色能源需求,PWM整流器由于可工作在單位因數(shù)、低諧波污染及能量雙向傳輸?shù)忍攸c(diǎn),得到了廣泛的關(guān)注,具有重要意義。文章詳細(xì)介紹了三相電壓型PWM整流器的工作原理及運(yùn)行特征,并建立了在電網(wǎng)電壓三相平衡下a-b-c、α-α、d-q三種坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型.簡要介紹了主拓?fù)渲芯W(wǎng)側(cè)電感和直流側(cè)電容的參數(shù)選擇。同時(shí)分析了電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的理論原理及其實(shí)現(xiàn)過程。課題中采用了控制中常用的雙閉環(huán)控制策略,電流內(nèi)環(huán)運(yùn)用無差拍電流預(yù)測控制,外環(huán)采用PI控制。為了弱化控制延時(shí)對整個(gè)控制過程的影響,對傳統(tǒng)算法做了一些改進(jìn),并推導(dǎo)了改進(jìn)算法的離散系統(tǒng)函數(shù),進(jìn)行了Simulink仿真分析。由于整流器工作復(fù)雜,工況及其自身運(yùn)行狀態(tài)的不同,電路參數(shù)并不是恒定的,無差拍電流控制作為一種基于對象精確模型的控制方式,其控制對濾波電感參數(shù)十分敏感。為了盡可能的保證系統(tǒng)模型的精確性,論文加入了自適應(yīng)算法,即對參數(shù)進(jìn)行在線辨識,精確的辨識出實(shí)際參數(shù)并反饋到模型中,參與系統(tǒng)控制算法的計(jì)算。文中采用了帶遺忘因子的遞推最小二乘的方法對參數(shù)進(jìn)行辨識,且通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法在辨識過程中的收斂性和可靠性,準(zhǔn)確估算出系統(tǒng)參數(shù)。為了進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,利用集功率開關(guān)管和驅(qū)動電路于一體的IPM作為功率電路的基礎(chǔ),主控電路采用TI的TMS320F28335浮點(diǎn)型數(shù)字信號處理芯片,使用觸摸屏作為人機(jī)交互通道。文章第五章對實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)計(jì)的一些關(guān)鍵模塊進(jìn)行了介紹。在實(shí)驗(yàn)平臺上,進(jìn)行了控制策略、參數(shù)在線辨識等部分的軟件程序設(shè)計(jì)、編寫與調(diào)試,并加以實(shí)現(xiàn)。在仿真平臺和硬件平臺實(shí)驗(yàn)上,文中提到的控制策略及參數(shù)辨識方法的正確性和可行性得到了驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：三相PWM電壓型整流器 無差拍電流控制 參數(shù)在線辨識 電感參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM461
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 研究的背景與意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 PWM整流器的研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 參數(shù)辨識的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本課題的主要研究內(nèi)容12-13
• 第二章 三相PWM整流器的工作原理與數(shù)學(xué)建模13-27
• 2.1 PWM整流器的基本工作原理13-14
• 2.2 三相電壓型PWM整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與數(shù)學(xué)模型14-21
• 2.2.1 三相電壓型PWM整流器基本結(jié)構(gòu)14-15
• 2.2.2 坐標(biāo)變換原理15-18
• 2.2.3 三相PWM整流器的數(shù)學(xué)模型18-21
• 2.3 SVPWM調(diào)制方式的介紹21-27
• 2.3.1 SVPWM技術(shù)的基本原理21-23
• 2.3.2 SVPWM技術(shù)實(shí)現(xiàn)23-27
• 第三章 三相PWM整流器的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)27-40
• 3.1 無差拍電流預(yù)測控制27-34
• 3.1.1 傳統(tǒng)無差拍控制原理28-29
• 3.1.2 改進(jìn)傳統(tǒng)無差拍控制原理29-31
• 3.1.3 改進(jìn)無差拍算法控制性能分析31-34
• 3.2 直流電壓外環(huán)控制34-36
• 3.3 仿真結(jié)果分析36-40
• 第四章 三相PWM整流器的參數(shù)在線辨識40-49
• 4.1 PWM整流器的參數(shù)辨識方法40-43
• 4.2 PWM整流器參數(shù)辨識模型及算法實(shí)現(xiàn)43-45
• 4.3 仿真驗(yàn)證與分析45-49
• 第五章 實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)49-61
• 5.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)49
• 5.2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)49-54
• 5.2.1 主電路設(shè)計(jì)49-52
• 5.2.2 控制電路設(shè)計(jì)52-54
• 5.3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)54-55
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析55-61
• 5.4.1 改進(jìn)算法對比實(shí)驗(yàn)55-57
• 5.4.2 電感參數(shù)影響實(shí)驗(yàn)57-59
• 5.4.3 三相PWM整流器的雙閉環(huán)穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)59-61
• 第六章 結(jié)論與展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 在學(xué)期間的研究成果65-66
• 致謝66

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本文編號：945024