基于模糊分数阶PID的VIENNA整流器及其控制算法研究

发布时间：2020-08-09 21:39

【摘要】：相较于两电平整流器,三电平整流器具有输入电流谐波含量少、功率器件承受的电压应力低和无桥臂直通等优点。而在众多三电平整流器中,VIENNA整流器的拓扑结构最为简单,开关器件最少,在充电桩、通信电源等领域得到广泛的应用。论文首先介绍了VIENNA整流器的工作原理,并分析了整流器在不同开关状态下的工作模式,在此基础上,依次建立了VIENNA整流器在abc、αβ和dq坐标系下的数学模型。其次,针对常规三电平空间矢量调制存在矢量区间判断复杂和基本矢量作用时间计算量大等问题,本文采用一种三电平SVPWM降阶为两电平SVPWM的调制方法。在对各基本矢量对中点电位的影响进行分析后表明,正短矢量使中点电位降低,负短矢量使中点电位升高,进而提出在正、负短矢量作用时间中引入一个调节系数,通过该系数调节正负短矢量作用时间,实现中点电位平衡。然后,针对VIENNA整流器的强非线性,论文提出一种分数阶PID控制器,相较于整数阶PID,分数阶PID多了两个影响动态性能和鲁棒性的参数,控制器设计更加灵活。针对时变系统,论文提出一种模糊分数阶PID控制器,即将模糊控制与分数阶PID控制器相结合,在具有分数阶PID控制器较好的动态性能和鲁棒性的同时,能够实现系统参数的在线整定。最后,搭建了VIENNA整流器的Simulink仿真模型,对控制算法进行验证。仿真结果表明,所提出的中点电位平衡控制策略能够实现电容电压均衡,以及采用模糊分数阶PID控制器时,VIENNA整流器的动态性能更好。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM461
【图文】：

图 1-1 三相不可控整流器拓扑ig. 1-1 Three-phase uncontrollable rectifier topoloWM 整流器的拓扑如图 1-2 所示，该拓扑又三相输入滤波电感、六个全控型开关管和整流器，三相两电平 PWM 整流器具有以下

图 1-2 三相两电平 PWM 整流器拓扑Fig. 1-2 Three-phase two-level PWM rectifier topology析可知，三相两电平整流器的拓扑以及开关管有的应用，日本学者 Nabae 提出了一种中点箝位极管箝位型和电容箝位型[25]，如图 1-3 所示。其

(b) 电容箝位型三电平整流器拓扑图 1-3 中点箝位型三电平整流器拓扑Fig. 1-3 Midpoint clamp type three-level rectifier topology学者 J.W.Kolar 于 1994 年提出了 VIENNA 整流器拓扑[30-NNA 整流器是一种两象限三电平整流器，其功率电路主要

【参考文献】

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本文编号：2787589