基于Vienna整流器的航空高壓直流系統(tǒng)電能品質(zhì)控制

目 錄
前言
第 1 章 概論 1
1.1 航空高壓直流系統(tǒng)電能品質(zhì)的要求 1
1.2 航空三相整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)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(xiàn)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(wǎng)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(xiàn)狀 16
1.5 本章小結(jié) 18
第 2 章 PWM 整流器的控制策略基礎(chǔ) 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(shù)學(xué)模型 27
2.2.1 整流器在三相靜止 abc 坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 27
2.2.2 整流器在兩相靜止αβ 坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 29
2.2.3 整流器在兩相旋轉(zhuǎn) dq 坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)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(tǒng)的組成及其作用 31
2.3.2 直接功率控制系統(tǒng)的原理 32
2.3.3 改進(jìn)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(qū)的計算 38
2.4.2 各相橋臂導(dǎo)通時間分配 39
2.5 本章小結(jié) 41
第 3 章 基于新型開關(guān)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(shù)學(xué)模型 43
3.3 基于開關(guān)表的直接電流控制器結(jié)構(gòu) 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(guān)表的設(shè)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(guān)表對比 60
3.6.2 電壓利用率對交流側(cè)電流調(diào)節(jié)能力的影響 63
3.6.3 實驗驗證 70
3.7 本章小結(jié) 71
第 4 章 基于模糊冪次趨近律的雙閉環(huán)滑?？刂撇呗?73
4.1 引言 73
4.2 滑模控制的基本原理 74
4.2.1 滑?？刂频娜?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(shè)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(shù)冪次趨近律 85
4.4 模糊系統(tǒng)基本理論 87
4.4.1 模糊系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 87
4.4.2 模糊系統(tǒng)的隸屬度函數(shù) 88
4.4.3 模糊規(guī)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(shè)計 92
4.5.1 模糊規(guī)則設(shè)計 93
4.5.2 滑模特性分析 94
4.6 雙閉環(huán)滑?？刂撇呗栽O(shè)計 95
4.6.1 外環(huán)電壓控制器設(shè)計 96
4.6.2 內(nèi)環(huán)電流控制器設(shè)計 97
4.7 三相 Vienna 整流器的 SVPWM 實現(xiàn) 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(huán)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(jié) 106
第 5 章 電網(wǎng)不平衡下的控制策略和穩(wěn)定工作條件 107
5.1 引言 107
5.2 電網(wǎng)不平衡條件下的基本問題 107
5.2.1 正負(fù)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(fù)序電流的控制策略 112
5.3.1 控制器設(shè)計 112
5.3.2 整流器的穩(wěn)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(shè)計 119
5.4.2 整流器的穩(wěn)定工作條件 120
5.5 仿真與實驗驗證 123
5.5.1 單相交流側(cè)電壓幅值跌落 123
5.5.2 兩相交流側(cè)電壓幅值跌落 131
5.5.3 實驗驗證 140
5.6 本章小結(jié) 143
第 6 章 Buck 變換器的滯環(huán)滑?？刂圃O(shè)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(shè)計 145
6.3 閉環(huán)系統(tǒng)的相平面分析 146
6.4 系統(tǒng)性能分析 152
6.4.1 穩(wěn)態(tài)性能 152
6.4.2 瞬態(tài)性能 152
6.4.3 開關(guān)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(shù)變化對 CCM、DCM 邊界的影響 156
6.5.3 控制器參數(shù)與系統(tǒng)性能的關(guān)系 158
6.5.4 實驗驗證 165
6.6 本章小結(jié) 166
第 7 章 帶航空電子負(fù)載后 Vienna 整流器的電能品質(zhì)分析 167
7.1 引言 167
7.2 帶航空電子負(fù)載后的 Vienna 整流器 167
7.3 各種非線性動力學(xué)現(xiàn)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(xué)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(shù) 175
7.4.4 功率譜 175
7.4.5 熵 176
7.5 Buck 變換器的動力學(xué)分析 177
7.5.1 Buck 變換器中 LCEs 計算的改進(jìn) 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(fù)載時系統(tǒng)的電能品質(zhì) 184
7.7 實驗驗證 187
7.8 本章小結(jié) 189
參考文獻(xiàn) 190