三相PWM整流器的自适应无差拍控制算法研究

发布时间：2017-09-30 00:11

  本文关键词：三相PWM整流器的自适应无差拍控制算法研究

  更多相关文章： 三相PWM电压型整流器 无差拍电流控制 参数在线辨识 电感参数

【摘要】：目前,由于电力电子技术的发展,电力电子变流装置得到了大量运用,然而现在常规整流环节仍采用了传统二极管或相控整流方式,大量的电流谐波和无功功率进入了电网,这些都是对电网的“污染”。随着社会、环境对绿色能源需求,PWM整流器由于可工作在单位因数、低谐波污染及能量双向传输等特点,得到了广泛的关注,具有重要意义。文章详细介绍了三相电压型PWM整流器的工作原理及运行特征,并建立了在电网电压三相平衡下a-b-c、α-α、d-q三种坐标系下的数学模型.简要介绍了主拓扑中网侧电感和直流侧电容的参数选择。同时分析了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的理论原理及其实现过程。课题中采用了控制中常用的双闭环控制策略,电流内环运用无差拍电流预测控制,外环采用PI控制。为了弱化控制延时对整个控制过程的影响,对传统算法做了一些改进,并推导了改进算法的离散系统函数,进行了Simulink仿真分析。由于整流器工作复杂,工况及其自身运行状态的不同,电路参数并不是恒定的,无差拍电流控制作为一种基于对象精确模型的控制方式,其控制对滤波电感参数十分敏感。为了尽可能的保证系统模型的精确性,论文加入了自适应算法,即对参数进行在线辨识,精确的辨识出实际参数并反馈到模型中,参与系统控制算法的计算。文中采用了带遗忘因子的递推最小二乘的方法对参数进行辨识,且通过仿真实验验证了该方法在辨识过程中的收敛性和可靠性,准确估算出系统参数。为了进行硬件实验验证,利用集功率开关管和驱动电路于一体的IPM作为功率电路的基础,主控电路采用TI的TMS320F28335浮点型数字信号处理芯片,使用触摸屏作为人机交互通道。文章第五章对实验平台设计的一些关键模块进行了介绍。在实验平台上,进行了控制策略、参数在线辨识等部分的软件程序设计、编写与调试,并加以实现。在仿真平台和硬件平台实验上,文中提到的控制策略及参数辨识方法的正确性和可行性得到了验证。
【关键词】：三相PWM电压型整流器 无差拍电流控制 参数在线辨识 电感参数
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM461
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 研究的背景与意义8-9
• 1.2 国内外的研究现状9-12
• 1.2.1 PWM整流器的研究现状9-11
• 1.2.2 参数辨识的研究现状11-12
• 1.3 本课题的主要研究内容12-13
• 第二章 三相PWM整流器的工作原理与数学建模13-27
• 2.1 PWM整流器的基本工作原理13-14
• 2.2 三相电压型PWM整流器的拓扑结构与数学模型14-21
• 2.2.1 三相电压型PWM整流器基本结构14-15
• 2.2.2 坐标变换原理15-18
• 2.2.3 三相PWM整流器的数学模型18-21
• 2.3 SVPWM调制方式的介绍21-27
• 2.3.1 SVPWM技术的基本原理21-23
• 2.3.2 SVPWM技术实现23-27
• 第三章 三相PWM整流器的控制系统设计27-40
• 3.1 无差拍电流预测控制27-34
• 3.1.1 传统无差拍控制原理28-29
• 3.1.2 改进传统无差拍控制原理29-31
• 3.1.3 改进无差拍算法控制性能分析31-34
• 3.2 直流电压外环控制34-36
• 3.3 仿真结果分析36-40
• 第四章 三相PWM整流器的参数在线辨识40-49
• 4.1 PWM整流器的参数辨识方法40-43
• 4.2 PWM整流器参数辨识模型及算法实现43-45
• 4.3 仿真验证与分析45-49
• 第五章 实验平台设计与实验49-61
• 5.1 系统的总体设计49
• 5.2 系统硬件电路设计49-54
• 5.2.1 主电路设计49-52
• 5.2.2 控制电路设计52-54
• 5.3 系统的软件设计54-55
• 5.4 实验结果分析55-61
• 5.4.1 改进算法对比实验55-57
• 5.4.2 电感参数影响实验57-59
• 5.4.3 三相PWM整流器的双闭环稳态实验59-61
• 第六章 结论与展望61-62
• 参考文献62-65
• 在学期间的研究成果65-66
• 致谢66

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本文编号：945024