三相逆變電源的混雜控制研究.pdf

1、電力電子變換器是利用電力電子開(kāi)關(guān)器件進(jìn)行電能變換的裝置。對(duì)其研究的重點(diǎn)是為了改善輸出電能質(zhì)量并提高電能變換的效率。目前,由于用電設(shè)備需求的不同,電力電子裝置的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,相應(yīng)的對(duì)其輸出電能進(jìn)行控制的難度也更大。目前,主要是將電力電子系統(tǒng)看作一種連續(xù)時(shí)間動(dòng)態(tài)系統(tǒng),引入諸多經(jīng)典或現(xiàn)代的控制方法,建立其模型,分析其性能,并設(shè)計(jì)合適的控制器。但是,目前的電力電子裝置的性能還進(jìn)一步的提升空間,而目前的控制方法卻變得更加復(fù)雜,并且沒(méi)有形成統(tǒng)一和有

2、效的理論體系。所以,有必要從控制理論的另一個(gè)角度分析問(wèn)題,引入混雜控制的觀點(diǎn),將電力電子系統(tǒng)分解為連續(xù)時(shí)間內(nèi)發(fā)生的離散事件組成的混雜系統(tǒng)。這將更符合電力電子器件實(shí)際的開(kāi)關(guān)工作過(guò)程,更準(zhǔn)確的描述系統(tǒng)模型,并方便設(shè)計(jì)性能更優(yōu)的離散控制器,從而得到更好的變換器輸出特性。
　　本文以三相電壓型逆變電源為對(duì)象,重點(diǎn)研究利用混雜控制理論分析電力電子系統(tǒng),建立其數(shù)學(xué)模型,并設(shè)計(jì)控制器以改善其輸出性能的一般方法。首先,建立了三相逆變電源的切換線性

3、系統(tǒng)模型,并結(jié)合現(xiàn)代控制的方法,驗(yàn)證了三相逆變電源的能控性和能觀性。這是進(jìn)行下一步的控制器設(shè)計(jì)的前提和理論基礎(chǔ)。其次,建立了三相逆變電源的混雜自動(dòng)機(jī)模型,根據(jù)開(kāi)關(guān)器件工作狀態(tài)的不同,將電源逆變輸出的工作過(guò)程分為八種模態(tài),分析每種模態(tài)下的暫態(tài)工作過(guò)程,并設(shè)計(jì)出八種模態(tài)之間相互轉(zhuǎn)換的邊界條件。當(dāng)逆變器中的狀態(tài)量發(fā)生變化時(shí),會(huì)達(dá)到模態(tài)轉(zhuǎn)換的邊界條件,觸發(fā)模態(tài)的轉(zhuǎn)換,由此在八種模態(tài)之間自動(dòng)循環(huán),形成混雜自動(dòng)機(jī)。再次,利用MATLAB/State