基于遗传算法的多电平逆变器shepwm技术研究

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________硕士学位论文基于遗传算法的多电平逆变器SHEPWM技术研究学位申请人：周琪琦学科专业：电气工程指导教师：叶满园副教授答辩日期：本文受国家自然科学基金项目资助——“基于Walsh函数多电平逆变器多波段SHEPWM控制技术研究”（编号：51167006）独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工

2、作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________摘要基于遗传算法的多电平逆变器SHEPWM技术研究摘要随着功率器件的发展，多电平逆变器在高压大功率场合中有着越来越广泛的应用。它的优点在于能减小谐波总畸变率，提高功率因数，减少器件的电流应力，同时还能进行模块化设计，对其研究有着重要的意义。本文以级联H桥型及

3、二极管箝位型多电平逆变器为研究对象，讨论了SHEPWM技术的应用。主要的研究内容及创新点如下：介绍了三种应用最为广泛的多电平逆变器拓扑结构，分析其工作原理，比较了三者的优缺点，并将级联H桥型及二极管箝位型逆变器作为控制对象进行了后续的SHEPWM技术研究。推导和建立了阶梯波调制的SHEPWM非线性方程组，针对调制比受限的问题，提出了一种统一的多波段模式将调制比拓展到0~1范围。针对SHEPWM非线性方程组的求解问题，本文创新性的引入了遗传算法。相对于传统数值算法依赖于初值选取的缺点，遗传算法不需要任何初值的给定，并且有很好的搜索性和收敛性。但是遗传算法也存在着早熟和进化速度慢

4、的特点，本文分别对其进行了改进，提出PSGA和MPGA算法。求解过程取得了较好的效果，提高了进化速度和解的精确度。同时讨论了在实际应用中出现的级联H桥逆变器直流侧电压不完全相等情况，指出在偏差较大时要适当的调整角度，从而达到消谐的要求。对上述算法的计算结果进行处理，绘制了调制比下的开关角度轨迹图，对解的分布及多解性进行了分析讨论。利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建电路进行了实验仿真，分析了谐波的分布规律。最后利用实验平台对结果做了实验验证。关键词：多电平逆变器，SHEPWM技术，遗传算法，谐波分析IAbstractMULTILEVELINVERTERSHEPWMT

5、ECHNIQUERESEARCHBASEDONGENETICALGORITHMABSTRACTWiththedevelopmentofthepowerdevice,multilevelinverteriswidelyusedinthefieldofhighvoltageandhighpower.Itsadvantageisthatcanreducethetotalharmonicdistortionrate,improvethepowerfactor,reducethedevice’scurrentstressandbeconvenientformodulardesign.S

6、othereisanimportantsignificancetoresearchthemultilevelinverter.BasedoncascadedHbridgeanddiodeclampedmultilevelinverterastheresearchobject,thispaperdiscussestheapplicationofSHEPWMtechnique.Themainresearchcontentsandinnovationpointsareasfollows:Thethreemostwidelyusedofmultilevelinvertertopolo

7、gyareintroduced,theirworkingprincipleareanalyzed,theadvantagesanddisadvantagesarecompared,andtheSHEPWMtechnologybasedoncascadedHbridgeanddiodeclampedmultilevelisresearched.ThentheladderwaveSHEPWMnonlinearequationsisderivedandestablished,andaimingatthepro