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基于蚁群算法的三电平逆变器及PMSM矢量控制

发布时间:2021-02-23 23:00
  三电平逆变器作为多电平逆变器的代表,在高电压、大容量的应用场合得到广泛地应用。PWM技术实现将直流电变换为交流电的逆变功能是通过控制逆变器开关的导通和关断状态实现的。本文以三相三电平逆变器为研究对象,重点对特定谐波消去法与蚁群算法的融合,以及蚁群算法在由特定谐波消去法三电平逆变器驱动的永磁同步电动机矢量控制中的应用展开研究。针对SHEPWM三电平逆变器开关角度超越方程的求取精度低、速度慢等问题,利用蚁群算法实现SHEPWM的实时计算。将混沌算法与懒蚂蚁效应的蚁群算法相结合,通过引入懒蚂蚁思想,有效防止算法停滞;同时利用变尺度混沌算法使最优蚂蚁在其所在区域周围进行搜索,搜索半径通过预先设置,并在迭代的过程中不断缩小,达到加快寻优以及准确地求取全局最优的目的。利用变迟钝混沌蚁群算法的优势完成SHEPWM策略的非线性超越方程的求解,准确求取开关角度,实现SHEPWM策略对三电平逆变器的实时控制,并通过电动机的开环驱动仿真实验验证该逆变器的电动机带载能力。利用SHEPWM三电平逆变器作为永磁同步电动机的驱动环节,在电动机开环驱动系统的基础上研究永磁同步电动机矢量控制系统。在矢量控制系统的转速控... 

【文章来源】:东北石油大学黑龙江省

【文章页数】:71 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
ABSTRACT
创新点摘要
第一章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 三电平逆变器技术
        1.2.1 三电平逆变器主要应用现状
        1.2.2 三电平逆变器的研究热点
    1.3 PWM技术分类
        1.3.1 正弦脉宽调制技术
        1.3.2 载波层叠脉宽调制技术
        1.3.3 空间矢量脉宽调制技术
        1.3.4 特定谐波消去脉宽调制技术
    1.4 蚁群算法研究现状
    1.5 本文主要研究内容
第二章 基于SHEPWM策略的三电平逆变器研究
    2.1 三电平逆变器的基本原理
        2.1.1 三电平逆变器拓扑分析
        2.1.2 三电平逆变器的数学模型
    2.2 SHEPWM策略的基本原理
        2.2.1 单极性PWM方式
        2.2.2 双极性PWM方式
    2.3 牛-拉法求解消谐方程组
    2.4 本章小结
第三章 基于懒蚂蚁思想的蚁群优化算法
    3.1 蚁群优化算法
        3.1.1 蚁群算法原理分析
        3.1.2 蚁群系统对算法的修正
    3.2 蚁群算法特点
        3.2.1 蚁群算法优点
        3.2.2 蚁群算法存在的问题
    3.3 基于懒蚂蚁思想的蚁群算法
        3.3.1 懒蚂蚁思想的提出
        3.3.2 懒蚂蚁算法原理
        3.3.3 懒蚂蚁算法实现流程
    3.4 仿真及结果分析
        3.4.1 参数的设定
        3.4.2 仿真结果分析
    3.5 本章小结
第四章 混沌懒蚂蚁算法在三电平逆变器SHEPWM策略中的应用
    4.1 混沌蚁群算法
        4.1.1 混沌的定义
        4.1.2 混沌蚁群算法思想
    4.2 变尺度混沌懒蚂蚁算法的实现
    4.3 SHEPWM超越方程的求解
    4.4 仿真结果及分析
    4.5 本章小结
第五章 基于多种群蚁群模糊PID的PMSM矢量控制系统
    5.1 永磁同步电动机变频调速原理
        5.1.1 PMSM在不同坐标系中的模型
        5.1.2 矢量控制原理
    5.2 模糊控制器多目标优化描述
    5.3 多种群进化蚁群算法
        5.3.1 算法原理
        5.3.2 算法实现
    5.4 多种群蚁群模糊控制PID控制器
        5.4.1 模糊PID控制系统的结构
        5.4.2 多种群进化蚁群优化的模糊PID控制器
    5.5 仿真及结果分析
        5.5.1 阶跃控制
        5.5.2 电机转速控制
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间科研成果
致谢



本文编号:3048378

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