基于萤火虫pid优化控制的功率因数校正器研究

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1、学号．分类号２０１３０４７０３０４１—学校代码密级解秋巧抑苗夫嗦一＞．、？＇—，＇締、硕±学位论文基于童火虫ＰＩＤ优化控制的功率因数校正器研究－，．一—．一一－ｈ学位申请人：周倩倩－工程学科专业；控制科学与７．指导教师；刘振兴教授答辩日期；２０１６．５．２２－气■、’■．：节、，、．．、Ｖ■‘、＇，ｒ．．■．．－＇＂．Ａ；心、；‘‘‘＾．－．．－、．ｖ－如、＾武汉科技大学研究生学位论文创新性声明

2、本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的工作外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重票贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处一，本人承姐切相关责任。。。．；：（．臭３论文作者签名Ｉ司请倩曰期文１研究生学位论文版权使巧授权声明本论文的研究成果归武汉科技大学所有，其研究内容不得其它单位的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校

3、保留并向有关部口（按照《武化科技大学关于研巧生学位论文收录工作的规定》执行送交论文的复印件和电子版本，允许论文被）查，同阅和借閒意学校将本论文的全部或部分内容编入学校认可的国家相关数据库进行检索和对外服务。：论文作者签．．间名耸：看巧导教师签？＾名瞬－。：日期吝ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringResearchofPowerFactorCorrectorBasedonFire

4、flyPIDOptimizationControlMasterCandidate：ZhouQianqianMajor：ControlScienceandEngineeringSupervisor：Prof.LiuZhenxingWuhanUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430081,P.R.ChinaMay22,2016摘要随着功率半导体器件等非线性、开关性负载的广泛应用，谐波污染问题日趋严重。现代电力系统的功率因数并非传统意义上的基波电压和基波电流之间的相位移因数，而是与谐波密切相关，谐波严重直接

5、导致功率因数降低。抑制谐波主要有两种方法：一是通过补偿谐波实现，二是对电力电子装置本身进行改造。谐波补偿属于被动式方法，在消除谐波的同时改善功率因数，但难以达到单位功率因数。而有源功率因数校正(APFC)技术是一种主动式的谐波抑制方法，通过控制电流跟随电压变化来获得理想的功率因数。目前，单相APFC技术已经相对成熟，三相APFC技术是重点研究对象。本文主要是对三相有源功率因数校正技术进行研究，包括三相单、双开关APFC主电路拓扑结构的设计和智能PID控制方案的实现。为了解决传统三相单开关功率因数校正器输入电流谐波较大的问题，设计了一种新型拓扑结构的单开

6、关APFC电路。并将萤火虫算法与传统PID结合构成智能PID控制，应用于三相单开关和双开关APFC电路的闭环控制系统。本文在总结APFC研究现状的基础上，首先介绍了萤火虫算法的仿生机理及数学描述，并针对常规PID控制器的不足，引入萤火虫PID控制算法；其次，对新型三相单开关APFC电路的工作原理进行了详细分析，将DSPTMS320F28335作为主控芯片，完成该电路的硬件设计和调试；接着，将萤火虫PID算法应用于该新型单开关APFC系统，并进行了仿真；然后，分析了双开关APFC电路的工作状态，并利用小信号分析方法建立双开关电路的数学模型；最后完成了基于

7、萤火虫PID控制的三相双开关APFC电路的软件仿真。实验和仿真结果表明：改进三相单开关APFC电路的拓扑结构、将基于萤火虫算法的PID控制替代传统的PID控制均能有效降低谐波含量，改善功率因数；使用基于萤火虫算法的PID控制三相双开关APFC电路，能进一步提高上述指标。关键词：三相有源功率因数；DSP；电流谐波；萤火虫PIDIAbstractWiththewideapplicationofpowersemiconductordevicesandnonlinearswitchingload,theharmonicproblemofpowersystemh

8、asbecomemoreandmoreserious.Thepowerfactorofmode