双极型矩阵变换器的预测控制研究
发布时间：2021-10-25 03:21
矩阵变换器是一种新型、绿色的AC-AC功率变换器,与传统的AC-DC-AC的功率变换器件相比其优势是省略了中间储能环节,减少了体积,简化了控制方法。双极型矩阵变换器是矩阵变换器的一种特殊的结构,其将整流级与逆变级分立控制,对控制算法革新和变结构拓展有重要意义。本文针对双极型矩阵变换器提出了先进控制算法并进行了完整的理论推导以及仿真证明。本文从经典的电力电子控制理论方向上分析双极型矩阵变换器的控制算法,通过对双极型矩阵变换器结构的数学模型推导,总结出开关状态与输出电压、输入电流之间的关系,引入了矢量调制的概念,详解空间矢量调制的原理。其次对模型预测控制在双极型矩阵变换器上的控制展开研究,通过对输入端、负载端的数学预测模型推导,引入独具特色的价值函数判定最优开关状态的思想完成双极型矩阵变换器预测控制,并在预测控制中使用输出电流反馈来达到整个系统的闭环控制。在文章中正对预测控制的特性,依托仿真模型设计了硬件系统。针对模型预测控制的开关时间非固定的情况,调制型预测控制可以弥补这样的缺陷。本文中使用调制型预测控制算法控制双极型矩阵变换器,该算法综合了预测控制与空间矢量调制的特点,并在文中提出用调...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SVM算法控制TSMC系统仿真结构
中北大学学位论文33出电流趋于正弦。最后在直流环节中，可以看到直流侧的电压始终为正，这也符合前文的安全性的分析，但不为定值，是因为整流级与逆变级之间的直流环节缺少大电容或者电感存储能量，而直流电压的峰值也是由整流级调制策略决定的。图2-6SVM算法下参考电压与实际输出电压比较，黄线为输出电压实际值，蓝线为参考电压值Fig.2-6ReferencevoltageandoutputvoltageinSVMalgorithm，yellowlinerepresentsoutputvoltageandbluelinerepresentsreferencevoltage图2-7输出电流波形图Fig.2-7Outputcurrentwaveform图2-8SVM算法下TSMC直流侧电压波形Fig2-8.VoltagewaveformofDC-linkinTSMCwithSVMalgorithm本章的SVM使用的是开环调制策略，因此缺少反馈环节，在之后的章节中SVM会被应用到其他算法中，届时将展示其在反馈中的作用。
中北大学学位论文33出电流趋于正弦。最后在直流环节中，可以看到直流侧的电压始终为正，这也符合前文的安全性的分析，但不为定值，是因为整流级与逆变级之间的直流环节缺少大电容或者电感存储能量，而直流电压的峰值也是由整流级调制策略决定的。图2-6SVM算法下参考电压与实际输出电压比较，黄线为输出电压实际值，蓝线为参考电压值Fig.2-6ReferencevoltageandoutputvoltageinSVMalgorithm，yellowlinerepresentsoutputvoltageandbluelinerepresentsreferencevoltage图2-7输出电流波形图Fig.2-7Outputcurrentwaveform图2-8SVM算法下TSMC直流侧电压波形Fig2-8.VoltagewaveformofDC-linkinTSMCwithSVMalgorithm本章的SVM使用的是开环调制策略，因此缺少反馈环节，在之后的章节中SVM会被应用到其他算法中，届时将展示其在反馈中的作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]矩阵变换器开关切换点优化预测电流控制策略[J]. 阎彦,王超,史婷娜. 中国电机工程学报. 2019(20)
[2]传统矩阵变换器最小相位误差空间矢量过调制策略[J]. 高文科,阎彦,史婷娜. 电工技术学报. 2019(02)
[3]预测控制在电力电子技术中的应用[J]. 王利华,周荣富,吴鹏松. 数字技术与应用. 2016(10)
[4]矩阵变换器改进多轨迹矢量加权过调制方法[J]. 夏益辉,张晓锋,乔鸣忠,朱鹏,魏永清,何必. 中国电机工程学报. 2015(23)
[5]矩阵变换器间接空间矢量过调制策略分析与研究[J]. 夏益辉,乔鸣忠,张晓锋,魏永清. 电工技术学报. 2015(21)
[6]预测控制在电力电子变流器中的应用综述[J]. 段向军,王宏华,王钧铭. 测控技术. 2015(10)
[7]中点钳位型三电平并网逆变器有限集最优预测控制[J]. 王鹿军,王仕韬,周峰武,吕征宇. 电力系统自动化. 2013(21)
[8]一种PWM整流器的模型预测控制方法[J]. 马宏伟,李永东,郑泽东,许烈. 电力自动化设备. 2013(11)
[9]具有建模误差补偿的三相逆变器模型预测控制算法[J]. 沈坤,章兢. 电力自动化设备. 2013(07)
[10]一种多步预测的变流器有限控制集模型预测控制算法[J]. 沈坤,章兢,王坚. 中国电机工程学报. 2012(33)
本文编号：3456547
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SVM算法控制TSMC系统仿真结构
中北大学学位论文33出电流趋于正弦。最后在直流环节中，可以看到直流侧的电压始终为正，这也符合前文的安全性的分析，但不为定值，是因为整流级与逆变级之间的直流环节缺少大电容或者电感存储能量，而直流电压的峰值也是由整流级调制策略决定的。图2-6SVM算法下参考电压与实际输出电压比较，黄线为输出电压实际值，蓝线为参考电压值Fig.2-6ReferencevoltageandoutputvoltageinSVMalgorithm，yellowlinerepresentsoutputvoltageandbluelinerepresentsreferencevoltage图2-7输出电流波形图Fig.2-7Outputcurrentwaveform图2-8SVM算法下TSMC直流侧电压波形Fig2-8.VoltagewaveformofDC-linkinTSMCwithSVMalgorithm本章的SVM使用的是开环调制策略，因此缺少反馈环节，在之后的章节中SVM会被应用到其他算法中，届时将展示其在反馈中的作用。
中北大学学位论文33出电流趋于正弦。最后在直流环节中，可以看到直流侧的电压始终为正，这也符合前文的安全性的分析，但不为定值，是因为整流级与逆变级之间的直流环节缺少大电容或者电感存储能量，而直流电压的峰值也是由整流级调制策略决定的。图2-6SVM算法下参考电压与实际输出电压比较，黄线为输出电压实际值，蓝线为参考电压值Fig.2-6ReferencevoltageandoutputvoltageinSVMalgorithm，yellowlinerepresentsoutputvoltageandbluelinerepresentsreferencevoltage图2-7输出电流波形图Fig.2-7Outputcurrentwaveform图2-8SVM算法下TSMC直流侧电压波形Fig2-8.VoltagewaveformofDC-linkinTSMCwithSVMalgorithm本章的SVM使用的是开环调制策略，因此缺少反馈环节，在之后的章节中SVM会被应用到其他算法中，届时将展示其在反馈中的作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]矩阵变换器开关切换点优化预测电流控制策略[J]. 阎彦,王超,史婷娜. 中国电机工程学报. 2019(20)
[2]传统矩阵变换器最小相位误差空间矢量过调制策略[J]. 高文科,阎彦,史婷娜. 电工技术学报. 2019(02)
[3]预测控制在电力电子技术中的应用[J]. 王利华,周荣富,吴鹏松. 数字技术与应用. 2016(10)
[4]矩阵变换器改进多轨迹矢量加权过调制方法[J]. 夏益辉,张晓锋,乔鸣忠,朱鹏,魏永清,何必. 中国电机工程学报. 2015(23)
[5]矩阵变换器间接空间矢量过调制策略分析与研究[J]. 夏益辉,乔鸣忠,张晓锋,魏永清. 电工技术学报. 2015(21)
[6]预测控制在电力电子变流器中的应用综述[J]. 段向军,王宏华,王钧铭. 测控技术. 2015(10)
[7]中点钳位型三电平并网逆变器有限集最优预测控制[J]. 王鹿军,王仕韬,周峰武,吕征宇. 电力系统自动化. 2013(21)
[8]一种PWM整流器的模型预测控制方法[J]. 马宏伟,李永东,郑泽东,许烈. 电力自动化设备. 2013(11)
[9]具有建模误差补偿的三相逆变器模型预测控制算法[J]. 沈坤,章兢. 电力自动化设备. 2013(07)
[10]一种多步预测的变流器有限控制集模型预测控制算法[J]. 沈坤,章兢,王坚. 中国电机工程学报. 2012(33)
本文编号：3456547
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