滤波电感宽范围变化变流器控制策略研究

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1、IIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文题巨滤波电感宽范围变化变流器控制策略研究专业学位类别___________工程硕士_____________学号201222070349作者姓名______________刘松_______________指导教师邹见效教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，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或撰写

2、过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。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本谢意。作者签名：令丨)拉日期:2/J:年r月良日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将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、汇编学位论文=(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：^导师签名：日期：年i月必日分类号密级UD

3、C注1学位论文滤波电感宽范围变化变流器控制策略研究（题名和副题名）刘松（作者姓名）指导教师邹见效教授博导电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称控制工程提交论文日期2015.05.18论文答辩日期2015.05.22学位授予单位和日期电子科技大学2015年06月28日答辩委员会主席田书林评阅人刘群英张榆平注：注明《国际十进分类法1UDC》的类号。CONTROLSTRATEGYRESEARCHFORCONVERTERWITHWIDEINDUCTANCEVARIATIONAThesisSubmittedtoUniversi

4、tyofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:SongLiuAdvisor:Prof.JianXiaoZouSchool:SchoolofAutomationEngineering摘要摘要基于脉宽调制（PWM）的变流器是目前应用最为广泛的电力电子变流装置，在许多行业中发挥着重要作用。因此，提高变流器功率密度、可靠性、性能以及降低成本显得非常重要。选择合适的无源滤波器电感磁芯，可以有效提高系统效率、减小体积并降低成本。气隙铁氧体和磁粉芯材料具有高电阻率和磁导率，可以做到

5、较低的损耗和较高的功率密度，因此被广泛使用。然而其线性度比较差，特别是大电流时，电感值会发生宽范围变化，这必然会严重影响设备的控制稳定性、滤波效果、静态和动态效果。本文以三相PWM变流器为研究对象，针对滤波电感宽范围变化变流器控制策略展开深入研究。首先，简单描述了三相PWM变流器的工作原理与拓扑结构，并推导了变流器在abc、αβ和dq坐标系下的相关数学模型。其次，介绍了基于PI控制策略的三相PWM变流器控制系统结构，重点介绍了传统电流环PI控制器参数的设计过程以及分析此时滤波电感宽范围变化对电流环稳定性的影响。再次，研究了基于H∞混合灵敏度理论的电流环控制策略。在对

6、鲁棒控制理论、H∞混合灵敏度理论以及权值函数的选取原则进行概述的基础上，重点介绍了滤波电感宽范围变化时H∞混合灵敏度控制器设计的过程，并做了性能检验，验证控制策略的可行性。另外，针对H∞混合灵敏度控制精度不足的缺点，提出H∞混合灵敏度与重复控制相结合的电流控制策略。在介绍重复控制基本概念后，重点进行重复控制器的参数设计，并对复合控制系统进行稳定性校验及稳态性能对比。最后，对PI控制策略、H∞混合灵敏度控制策略以及H∞+重复控制的复合控制策略进行了仿真，得出H∞+重复控制的复合控制策略使变流器的电流环既可以在滤波电感宽范围变化时保持鲁棒稳定性，又可以实现电流的高精度控

7、制。关键词：滤波电感，磁芯材料，PWM变流器，稳定性，H∞混合灵敏度，重复控制IABSTRACTABSTRACTInverterbasedonpulsewidthmodulation(PWM)isthemostwidelyusedpowerelectronicconverterdevice,whichplaysanimportantroleinmanywalksoflife.Therefore,improvinggridinverterpowerdensity,reliabilityandperformance,andreducingthecostisveryi