文档介绍：中图分类号:TM464 论文编号:1028703 12-S171
学科分类号:080804
硕士学位论文
2kW 单相电力逆变电源系统的
数字控制技术研究
研究生姓名周建
学科、专业电力电子与电力传动
研究方向功率电子变换技术
指导教师陈新副教授
南京航空航天大学
研究生院自动化学院
二○一二年三月
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
The Graduate School
College of Automation Engineering
Research on Digital Control Technology for
2kW Single-Phase Power Inverter System
A Thesis in
Electrical Engineering
by
Zhou Jian
Advised by
Associate Professor Chen Xin
Submitted in Partial Fulfillment
of the Requirements
for the Degree of
Master of Engineering
March, 2012
承诺书
本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进
行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,
本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所
涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标
明。
本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件,允许
论文被查阅和借阅,可以将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、缩印或其他复制手段保存论文。
(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)
作者签名:
日期:
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
随着铁路电气化的发展和旅客列车 DC600V 供电系统的成熟推广,车载逆变电源的研究越
来越受到重视,保证车载逆变电源在列车高速运行中的高稳定性、高可靠性及故障应急能力等
性能成为其主要研究方向。同时伴随着数字信号处理器在电力电子变换技术中大量应用及性能
不断完善,在车载逆变电源的应用中,数字化控制也逐步取代了传统的模拟控制,并为实现列
车供电系统的智能化监控管理提供了前提与基础。
论文主要研究了单相电力逆变电源系统的数字控制技术,该系统的拓扑包括前级推挽直直
升压变换器和后级单相全桥逆变器。论文首先基于状态空间平均的思想推导了该两级式逆变电
源系统的控制对象平均模型。接着详细阐述了数字控制器的设计思想及设计流程,为获得更为
合理、更为精确的控制参数提供设计参考。然后针对减小前级输入侧低频电流纹波的影响,研
究了前级在不同瞬时值反馈控制策略下的数字控制器设计,并采用电流反向增益模型及
MATLAB 仿真进行验证分析。其次,论文研究了单相全桥逆变器的数字控制器的设计,鉴于传
统瞬时值反馈控制的不足,研究了基于重复控制和双环控制相结合的复合控制。
论文最后给出了单相电力逆变电源系统的完整设计,包括总体结构设计、主功率器件选择、
滤波电路设计、控制资源分配及软件结构流程图的设计。并且最后试制了一台功率为 2kW 的实
验样机,基于上述分析进行了原理验证实验,实验结果表明论文所设计的数字控制器的可行性。
关键词:数字控制,控制对象模型,重复控制,单相逆变器,推挽直直变换器
I
2kW 单相电力逆变电源系统的数字控制技术研究
Abstract
With the development of railway electrification and the maturity promotion of DC600V power
system on passenger trains, research on vehicle-based inverter is ing more and more
emphasized. And how to ensure that the vehicle-based inverter can work high stability, high r