基于神经网络的10kw ups逆变系统的研究

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1、学校代码１０４０６Ｉ分类号ＴＭ４６４盲审编号Ｘ０４１７９Ｉ§＿＿学号１２００８１１０１０１０题目基于神经网络的１０ＫＷ￣￣Ｕ巧逆变系统的研究作者郭观庆学科、专业控制理论与控制工程指导教师程若发副教授申请学位日期２０１５．０６学校代码：１０４０６分类号：ＴＭ４６４学号；１２００８１１０１０１０南昌航空大学硕±学位论文（学位研究生）基于神经网络的１０ＫＷＵＰＳ逆变系统的研究硕±研究生：郭观庆导程若发副教授申请学位级别：硕±、学科专业：控制理论与控制工程所在单位：信息工程

2、学院－答辩日期：２０１５０６授予学位单位：南昌航空大学ＡＳｔｕｄｏｆｌＯＫＷＵＰＳｙｂａｓｅｄｏｎＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｆｏ「化ｅＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒＯｎＣｏｎｔｒｏｌＴｈｅｏｒ＆ＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｙｂｙＧｕｏＧｕａｎＱｉｎＵｎｄｅ「化ｅＳｕｅｒｖｉｓｉｏｎｏｆｐＰｒｏｆｈｅｎＲｕｏＦａ．ＣｇＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＮａｎｃｈａｎｇＨａｎｇｋｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎ

3、ａｎｃｈａｎｇ，ＣｈｉｎａＪｕｎｅ２０１５，摘要ＵＰＳ不间断电源为负载提供稳定不间断的正弦交流电，广泛应用在工业、民用和军用等各个领域，随着负载复杂化，对其逆变输出波形的稳态精度与动态响＝应速度等性能指标要求也越来越高。针对ＵＰＳ不间断电源中相逆变器用普通ＰＩＤ控＝制算法在负载突变和带非线性负载时相逆变器动态响应速度慢、输出波形ＴＨＤ高等问题，本文在双闭环ＰＨ）控制算法的基础上，提出用神经网络智能算法整定外环（电压环）ＰＩ参数的方案。首先，本文介绍Ｂｏｏｓｔ升压变换器拓扑结构和工作原理；Ｓ相逆变器的拓扑结构、数学模型、ＳＶＰＷＭ调制方式和Ｌ

4、Ｃ滤波器的设计；Ｗ及Ｂｏｏｓｔ升压变换器和＝相逆变器主拓扑中的电感设计，包括电感磁巧材料、磁巧尺寸的选择和最佳气隙的计算。其次，设计Ｂｏｏｓｔ升压变换器和ＵＰＳ逆变系统Ｓ相逆变器的控制器。搭建Ｍａｔｌ化仿真平台，验证升压变换器双闭环控制方法中内环和外环的ＰＩ参数针对；＝用普通ＰＩＤ控制算法在负载突变和带非线性负载时相逆变器动态响应速度慢、输出波形ＴＨＤ高的问题，本文在双闭环控制算法的基础上，提出用径向基函数神经网络（ＲＢＦ）算法整定外环（电压环）ＰＩ参数，由于神经网络的训练时间、收敛速度受网络学习速率与动量因子影响，同时本文用遗传算法（ＧＡ）优化径向基

5、函数神经网络（ＲＢＦ）算法的学习速率与动量因子Ｗ提高网络的收敛速度，缩短网络整定ＰＩ的时间，提高Ｓ相逆变器的性能，并用Ｍａｔｌ化仿真工具进行仿真验证。仿＝真结果表明，该控制方案能实现相逆变器高动态特性的同时得到高质量的稳态波形。最后搭建１０ＫＷＵＰＳ不间断电源硬件平台。包括ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２主控制板、辅助电源、ＩＧＢＴ驱动和电压电流采样电路的设计制作，化及ＩＧＢＴ和电流电压传感器的选型，控制系统的软件设计和结果的分析。关键字：不间断电源，升压变换器，Ｓ相逆变器，电感设计，径向基函数神经网络，遗传算法ＩＡｂｓｔｒａｃｔＵｎｉｎｔｅｒｒ

6、ｕｐｔｉｂｌｅＰｏｗｅｒＳｙｓ１：ｅｍｔｏｔｈｅｌｏａｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅＳｔａｂｌｅａｎｄｕｎｉｎｔｅｒｍｐｋｄＡＣ，ｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃｉｖｉｌａｎｄｍｉｌｉｔａｒｆｉｅｌｄｓｗｉｔｈｔｈｅｌｏａｄｂｅｃｏｍｅｓｍｏｒｅａｎｄ，ｙ，ｍｏｒｅｃｏｍｔ－ｐｌｅｘｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｅｘｏｆｗａｖｅｆｏｒｍｓｅａｄｓｔａｔｅｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｄｎａｍｉｃ，ｐｙｐｙｒｅｓｐｏｎｓｅｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅｉｎｖｅｒｔｅｒｏｕｔｐｕｔｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｒｅａ

7、ｌｓｏｇｅｔｔｉｎｇｈｉｇｈｅｒａｎｄｈｉｇｈｅｒ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｉｎｖｅｒｔｅｒｏｕｔｐｕｔｓｌｏｗｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｓｐｅｅｄｈｉｈＴＨＤｗｈｅｎｌｏａｄｍｕｔａｔｉｏｎａｎｄｗｉｔｈｎｏｎｌｉｎｅａｒｄｎａｍｉｃｗｉｔｈｔｈｅｏｒｄｉｎａｒ，ｇｙｙＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒ