数字化PWM 逆变系统控制关键技术研究及其应用

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1、学校代号10532学号B06092003分类号TM46密级博士学位论文数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用学位申请人姓名杨金辉培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称戴瑜兴教授学科专业电路与系统研究方向数字化系统设计理论与应用论文提交日期2010年06月25日博士学位论文学校代号：10532学号：B06092003密级：湖南大学博士学位论文数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用学位申请人姓名：杨金辉导师姓名及职称：戴瑜兴教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电路与系统论文提交日期：2010年6月25日论文答辩日期

2、：2010年9月18日答辩委员会主席：王耀南教授DigitalPWMInverterSystemControlKeyTechnologiesandItsApplicationsStudybyYANGJinhuiB.E.(HunanUniversityofTechnology)2004M.S.(HunanUniversity)2008AdissertationsubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorofScienceinCircuitsan

3、dSystemintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorDaiyuxinSep,2010湖南大学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完全了解学校有关保留、使

4、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。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□√。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用摘要高频全控型电力电子器件和高性能DSP控制器的问世，使PWM逆变系统的数字控制成为当今电力电子技术的热门研究

5、领域。先进控制技术的应用可以提高PWM逆变系统输出电压的稳定性和可靠性，同时改善系统的动稳态等性能，便于系统的优化升级和产品化。PWM逆变系统向着数字化、模块化、网络化、智能化的方向发展，本文针对数字化PWM逆变系统，研究和开发系统控制关键技术，为系统的设计与开发提供理论依据和实现途径。(1)研究了数字化PWM逆变系统的应用领域与发展趋势；从数字化PWM逆变系统的波形控制、脉宽调制与系统控制的角度，深入研究了逆变控制技术的理论基础和技术基础；阐述了项目的研究背景和作者所承担的开发任务。(2)对于数字化单相PWM逆变器，将其主电路分

6、为逆变桥单元和输出滤波单元，分别建立二者的数学模型。逆变桥单元和PWM产生过程等效为一个增益恒定的放大器，建立了输出滤波单元的连续时间、离散时间模型，对LC滤波参数进行了分析设计。对于数字化三相PWM逆变器，分别建立了基于三相静止abc坐标系模型、基于坐标变换αβ坐标系模型和基于同步旋转dq坐标系模型，三相滤波单元可通过坐标变换解耦为两个单相滤波单元，因而单相PWM逆变器的研究方法和结论都可应用于三相PWM逆变器。为便于对逆变系统控制算法进行仿真研究，建立了单相和三相PWM逆变器的Matlab仿真电路模型。(3)针对逆变系统负载适

7、应性能不强、动静态性能不佳的特点，深入研究了几种实用型逆变波形复合控制策略。通过算法理论推导及分析，给出了各种复合控制策略的实现方法并做了相应的仿真研究；对各种策略的特点和特性进行分析和比较。针对逆变系统，提出了一种基于神经网络内模原理的逆变波形控制策略，建立了系统的正模型和神经网络内模控制器，有效的提高了系统的逆变波形质量和负载适应性。(4)从载波调制和空间矢量调制的角度对单相和三相逆变系统的调制技术进行了深入研究。对于单相逆变系统，分析了采样型SPWM技术，给出了一种脉冲二重化数字SPWM技术，在相同载波频率下获得较普通SPW

8、M低两倍谐波的波形。通过引入单相逆变系统“线电压”的概念，实现了单相SVPWM技术，研究结果证明了单相SVPWM与载波PWM的统一性。对于三相逆变系统，将单相脉冲多重化SPWM实现方法推广到三相系统实现三相数字SPWM技术；研究了三相SVPWM技术