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基于Vienna整流器的航空高壓直流系統電能品質控制 版權信息
- ISBN：9787030667007
- 條形碼：9787030667007 ; 978-7-03-066700-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
基于Vienna整流器的航空高壓直流系統電能品質控制 內容簡介
本書主要介紹了基于Vienna整流器的航空高壓直流系統的電能品質控制策略, 對電網平衡時、不平衡時Vienna整流器的控制策略和工作在連續導電模式、斷續導電模式下Buck變換器的控制策略進行了詳細分析。綜合運用開關表、空間矢量調制、滯環控制、滑模控制等方法, 分析并確定了電壓利用率對電壓矢量選擇的影響, 電網不平衡時Vienna整流器的穩定工作條件, Buck變換器中控制器參數與工作模式、性能指標之間的關系, 解決了中點電位不平衡、冪次趨近律收斂速度低等具體問題, 為設計高效率、高性能的航空整流器, 提高高壓直流系統的電能品質提供了重要的理論指導。
基于Vienna整流器的航空高壓直流系統電能品質控制 目錄
目 錄
前言
第 1 章 概論 1
1.1 航空高壓直流系統電能品質的要求 1
1.2 航空三相整流器拓撲結構的研究現狀 4
1.2.1 兩電平整流器 4
1.2.2 三電平整流器 6
1.3 三相整流器控制策略的研究現狀 8
1.3.1 基本的控制對象與方法 8
1.3.2 中點電位控制研究 14
1.3.3 電網不平衡時的控制研究 15
1.4 DC/DC 變換器控制策略的研究現狀 16
1.5 本章小結 18
第 2 章 PWM 整流器的控制策略基礎 19
2.1 兩電平 PWM 整流器的工作原理 19
2.2 兩電平 PWM 整流器的數學模型 27
2.2.1 整流器在三相靜止 abc 坐標系下的數學模型 27
2.2.2 整流器在兩相靜止αβ 坐標系下的數學模型 29
2.2.3 整流器在兩相旋轉 dq 坐標系下的數學模型 30
2.3 兩電平 PWM 整流器的直接功率控制 31
2.3.1 系統的組成及其作用 31
2.3.2 直接功率控制系統的原理 32
2.3.3 改進的直接功率控制 34
2.3.4 瞬時功率的計算 37
2.4 兩電平 PWM 整流器 SVPWM 算法 38
2.4.1 電壓空間矢量 Vref 扇區的計算 38
2.4.2 各相橋臂導通時間分配 39
2.5 本章小結 41
第 3 章 基于新型開關表的直接電流控制策略 42
3.1 引言 42
3.2 三相 Vienna 整流器的數學模型 43
3.3 基于開關表的直接電流控制器結構 46
3.4 各電壓矢量對電流分量和中點電位的影響 47
3.4.1 各電壓矢量對電流分量的影響 48
3.4.2 各電壓矢量對中點電位的影響 56
3.5 新型開關表的設計 57
3.6 仿真與實驗驗證 59
3.6.1 考慮中點電位與未考慮中點電位的開關表對比 60
3.6.2 電壓利用率對交流側電流調節能力的影響 63
3.6.3 實驗驗證 70
3.7 本章小結 71
第 4 章 基于模糊冪次趨近律的雙閉環滑模控制策略 73
4.1 引言 73
4.2 滑模控制的基本原理 74
4.2.1 滑模控制的三要素 75
4.2.2 削弱抖振的方法 75
4.3 各種新型冪次趨近律的設計方法 78
4.3.1 雙冪次趨近律 78
4.3.2 多冪次趨近律 80
4.3.3 變指數冪次趨近律 85
4.4 模糊系統基本理論 87
4.4.1 模糊系統的基本結構 87
4.4.2 模糊系統的隸屬度函數 88
4.4.3 模糊規則的建立 91
4.4.4 模糊推理 91
4.4.5 反模糊化計算 92
4.5 模糊冪次趨近律的設計 92
4.5.1 模糊規則設計 93
4.5.2 滑模特性分析 94
4.6 雙閉環滑模控制策略設計 95
4.6.1 外環電壓控制器設計 96
4.6.2 內環電流控制器設計 97
4.7 三相 Vienna 整流器的 SVPWM 實現 98
4.8 仿真與實驗驗證 100
4.8.1 模糊冪次趨近律的仿真驗證 100
4.8.2 雙閉環滑模控制策略的仿真驗證 102
4.8.3 實驗驗證 105
4.9 本章小結 106
第 5 章 電網不平衡下的控制策略和穩定工作條件 107
5.1 引言 107
5.2 電網不平衡條件下的基本問題 107
5.2.1 正負序分量的分解 107
5.2.2 瞬時功率的計算 110
5.3 抑制交流負序電流的控制策略 112
5.3.1 控制器設計 112
5.3.2 整流器的穩定工作條件 114
5.4 抑制有功功率二次諧波的控制策略 119
5.4.1 控制器設計 119
5.4.2 整流器的穩定工作條件 120
5.5 仿真與實驗驗證 123
5.5.1 單相交流側電壓幅值跌落 123
5.5.2 兩相交流側電壓幅值跌落 131
5.5.3 實驗驗證 140
5.6 本章小結 143
第 6 章 Buck 變換器的滯環滑模控制設計與性能分析 144
6.1 引言 144
6.2 模型建立與滑模控制器設計 145
6.3 閉環系統的相平面分析 146
6.4 系統性能分析 152
6.4.1 穩態性能 152
6.4.2 瞬態性能 152
6.4.3 開關頻率 153
6.5 仿真與實驗驗證 154
6.5.1 CCM 與 DCM 邊界 155
6.5.2 電路參數變化對 CCM、DCM 邊界的影響 156
6.5.3 控制器參數與系統性能的關系 158
6.5.4 實驗驗證 165
6.6 本章小結 166
第 7 章 帶航空電子負載后 Vienna 整流器的電能品質分析 167
7.1 引言 167
7.2 帶航空電子負載后的 Vienna 整流器 167
7.3 各種非線性動力學現象 169
7.3.1 平衡點 169
7.3.2 周期點 171
7.3.3 分岔 171
7.3.4 混沌 172
7.4 非線性動力學分析方法 173
7.4.1 分岔圖 174
7.4.2 龐加萊截面 174
7.4.3 Lyapunov 指數 175
7.4.4 功率譜 175
7.4.5 熵 176
7.5 Buck 變換器的動力學分析 177
7.5.1 Buck 變換器中 LCEs 計算的改進 178
7.5.2 Buck 變換器的分岔圖和 m LCE 179
7.6 仿真驗證 182
7.6.1 Buck 變換器工作模式的選擇 182
7.6.2 突加突卸負載時系統的電能品質 184
7.7 實驗驗證 187
7.8 本章小結 189
參考文獻 190
前言
第 1 章 概論 1
1.1 航空高壓直流系統電能品質的要求 1
1.2 航空三相整流器拓撲結構的研究現狀 4
1.2.1 兩電平整流器 4
1.2.2 三電平整流器 6
1.3 三相整流器控制策略的研究現狀 8
1.3.1 基本的控制對象與方法 8
1.3.2 中點電位控制研究 14
1.3.3 電網不平衡時的控制研究 15
1.4 DC/DC 變換器控制策略的研究現狀 16
1.5 本章小結 18
第 2 章 PWM 整流器的控制策略基礎 19
2.1 兩電平 PWM 整流器的工作原理 19
2.2 兩電平 PWM 整流器的數學模型 27
2.2.1 整流器在三相靜止 abc 坐標系下的數學模型 27
2.2.2 整流器在兩相靜止αβ 坐標系下的數學模型 29
2.2.3 整流器在兩相旋轉 dq 坐標系下的數學模型 30
2.3 兩電平 PWM 整流器的直接功率控制 31
2.3.1 系統的組成及其作用 31
2.3.2 直接功率控制系統的原理 32
2.3.3 改進的直接功率控制 34
2.3.4 瞬時功率的計算 37
2.4 兩電平 PWM 整流器 SVPWM 算法 38
2.4.1 電壓空間矢量 Vref 扇區的計算 38
2.4.2 各相橋臂導通時間分配 39
2.5 本章小結 41
第 3 章 基于新型開關表的直接電流控制策略 42
3.1 引言 42
3.2 三相 Vienna 整流器的數學模型 43
3.3 基于開關表的直接電流控制器結構 46
3.4 各電壓矢量對電流分量和中點電位的影響 47
3.4.1 各電壓矢量對電流分量的影響 48
3.4.2 各電壓矢量對中點電位的影響 56
3.5 新型開關表的設計 57
3.6 仿真與實驗驗證 59
3.6.1 考慮中點電位與未考慮中點電位的開關表對比 60
3.6.2 電壓利用率對交流側電流調節能力的影響 63
3.6.3 實驗驗證 70
3.7 本章小結 71
第 4 章 基于模糊冪次趨近律的雙閉環滑模控制策略 73
4.1 引言 73
4.2 滑模控制的基本原理 74
4.2.1 滑模控制的三要素 75
4.2.2 削弱抖振的方法 75
4.3 各種新型冪次趨近律的設計方法 78
4.3.1 雙冪次趨近律 78
4.3.2 多冪次趨近律 80
4.3.3 變指數冪次趨近律 85
4.4 模糊系統基本理論 87
4.4.1 模糊系統的基本結構 87
4.4.2 模糊系統的隸屬度函數 88
4.4.3 模糊規則的建立 91
4.4.4 模糊推理 91
4.4.5 反模糊化計算 92
4.5 模糊冪次趨近律的設計 92
4.5.1 模糊規則設計 93
4.5.2 滑模特性分析 94
4.6 雙閉環滑模控制策略設計 95
4.6.1 外環電壓控制器設計 96
4.6.2 內環電流控制器設計 97
4.7 三相 Vienna 整流器的 SVPWM 實現 98
4.8 仿真與實驗驗證 100
4.8.1 模糊冪次趨近律的仿真驗證 100
4.8.2 雙閉環滑模控制策略的仿真驗證 102
4.8.3 實驗驗證 105
4.9 本章小結 106
第 5 章 電網不平衡下的控制策略和穩定工作條件 107
5.1 引言 107
5.2 電網不平衡條件下的基本問題 107
5.2.1 正負序分量的分解 107
5.2.2 瞬時功率的計算 110
5.3 抑制交流負序電流的控制策略 112
5.3.1 控制器設計 112
5.3.2 整流器的穩定工作條件 114
5.4 抑制有功功率二次諧波的控制策略 119
5.4.1 控制器設計 119
5.4.2 整流器的穩定工作條件 120
5.5 仿真與實驗驗證 123
5.5.1 單相交流側電壓幅值跌落 123
5.5.2 兩相交流側電壓幅值跌落 131
5.5.3 實驗驗證 140
5.6 本章小結 143
第 6 章 Buck 變換器的滯環滑模控制設計與性能分析 144
6.1 引言 144
6.2 模型建立與滑模控制器設計 145
6.3 閉環系統的相平面分析 146
6.4 系統性能分析 152
6.4.1 穩態性能 152
6.4.2 瞬態性能 152
6.4.3 開關頻率 153
6.5 仿真與實驗驗證 154
6.5.1 CCM 與 DCM 邊界 155
6.5.2 電路參數變化對 CCM、DCM 邊界的影響 156
6.5.3 控制器參數與系統性能的關系 158
6.5.4 實驗驗證 165
6.6 本章小結 166
第 7 章 帶航空電子負載后 Vienna 整流器的電能品質分析 167
7.1 引言 167
7.2 帶航空電子負載后的 Vienna 整流器 167
7.3 各種非線性動力學現象 169
7.3.1 平衡點 169
7.3.2 周期點 171
7.3.3 分岔 171
7.3.4 混沌 172
7.4 非線性動力學分析方法 173
7.4.1 分岔圖 174
7.4.2 龐加萊截面 174
7.4.3 Lyapunov 指數 175
7.4.4 功率譜 175
7.4.5 熵 176
7.5 Buck 變換器的動力學分析 177
7.5.1 Buck 變換器中 LCEs 計算的改進 178
7.5.2 Buck 變換器的分岔圖和 m LCE 179
7.6 仿真驗證 182
7.6.1 Buck 變換器工作模式的選擇 182
7.6.2 突加突卸負載時系統的電能品質 184
7.7 實驗驗證 187
7.8 本章小結 189
參考文獻 190
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