buck-boost矩阵变换器逆变级稳定性控制研究

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1、密级：非密中图分类号：TM46硕士学位论文Buck-Boost矩阵变换器逆变级稳定性控制研究研究生：吴智导师：张小平学科：控制科学与工程研究方向：电力电子与电力传动2018年6月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterStudyonstabilitycontroloftheBuck-BoostmatrixconverterinverterCandidate：WuZhiSupervisorandRank：ZhangXiao-pingProf.Buck-Boost矩阵变换器逆变级稳定性控制研究学位类型学术型学位作者姓

2、名吴智作者学号15010401005学科（专业学位类别)控制科学与工程研究方向（专业领域)电力电子与电力传动导师姓名及职称张小平教授实践导师姓名及职称所在学院信息与电气工程学院论文提交日期2018年6月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者

3、完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要Buck-Boost矩阵变换器(Buck-Boostmatrixconverter,BBMC)是一种具有简单拓扑结构的新型电力变换器，它具有一系列优良电气特性，如：输入电流和输出电压正弦、能量可双向流动、输入功率因数和电压

4、传输比可调等，因而具有较好的应用前景。然而该变换器逆变级因属变结构强非线性系统，在一定条件下会发生次谐波、分岔与混沌现象，导致变换器运行时出现不明电磁噪声、间歇性振荡、临界运行突然崩溃等问题，因而严重影响了变换器运行的稳定性。为此，论文在综合运用混沌控制等相关理论的基础上，针对BBMC逆变级存在的非线性现象进行了深入分析，并研究出有效的控制方法以实现其混沌的抑制或消除。主要内容包括：1、介绍了BBMC的拓扑结构与性能特点，阐述了其整流级和逆变级相关控制策略的基本原理与具体设计方法，建立了其逆变级在电流模式以及电压电流模式控制下的离散数学模型，分

5、析了其逆变级中所蕴含的非线性现象。2、针对BBMC逆变级在输入直流电压下存在的分岔与混沌现象，提出一种改进型指数延迟反馈控制法。介绍了该控制法的基本原理及具体设计方法，分析了该控制方法的控制特性，并通过仿真对其控制效果进行了验证。3、针对BBMC逆变级在输入脉冲电压下存在的分岔与混沌现象，提出一种分段延迟反馈控制法。介绍了该控制法的基本原理与具体实现方法，分析了该控制方法的控制特性，并通过仿真对其控制效果进行了验证。4、采用TMS320F28335DSP作为系统控制器、以IHW30N120R2IGBT作为主电路功率开关，研制了BBMC实验装置，

6、并对上述理论分析进行了实验验证。关键词：Buck-Boost矩阵变换器；指数延迟反馈；分段延迟反馈；混沌控制iiiAbstractBuck-Boostmatrixconverter(BBMC)isanewtypeofpowerconverterwithsimpletopologyandaseriesofexcellentelectricalproperties,suchasinputcurrentandoutputvoltagesinusoidal,energybidirectionalflow,inputpowerfactorandvolta

7、getransferratioadjustable,applicationprospectsarepromising.However,theconverterisahighlynonlinearsystemwithvariablestructure.Undercertainconditions,subharmonic,bifurcationsandchaoswilloccur,whichcausestheproblemsofunidentifiedelectromagneticnoise,intermittentoscillationandcr

8、iticaloperationabruptcollapseduringtheoperationoftheconverter,whichseriousl