文档介绍：学校代码 10530 学号 201011051552
分类号 TM461 密级
硕士学位论文
三相电压型 P W M 整流器新
型电流前馈解耦和滑模控制
学位申请人周杰文
指导教师黄辉先教授、李宏民教授
学院名称信息工程学院
学科专业控制理论与控制工程
研究方向先进控制理论与应用
二〇一三年六月八日
A Novel Decoupling Current And Sliding Mode Control of
the Three-phase Voltage-source PWM Rectifier
Candidate ZhouJiewen
Supervisor Prof. Huang Huixian and Prof. Li Hongmin
College Institute of Information Engineering
Program Control Theory and Control Engineering
Specialization Advanced Control Theory and Application
Degree Master of Engineering
University Xiangtan University
Date May,2013
湘潭大学
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作者签名: 日期: 年月日
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作者签名: 日期: 年月日
导师签名: 日期: 年月日
摘要
随着电力电子技术的发展,三相电压型 PWM 整流器以其优越的性能被广泛
的应用于变流装置中,如变频器、UPS 电源、伺服驱动器等。三相电压型 PWM
整流器输入电流正弦化,谐波小,这从根本上解决了电网谐波污染的问题,并且
还可以实现单位功率因数。这符合“绿色能源”的标准,所以应用越来越广泛。
本课题源自于背靠背 PWM 变流器的核心技术的研究。背靠背 PWM 变流器由两
个相同的三相电压型 PWM 变流器构成,其结构和运行特性与三相电压型 PWM
整流器相同,所以研究三相电压型 PWM 整流器成为关键。三相 PWM 整流器是
一个较为复杂的非线性耦合系统。本文介绍了其数学模型,经坐标变换之后得到
了 dq 数学模型,进而研究了其控制策略,并作了 MATLAB 仿真,最后制作了
实验样机,给出了实验结果。
首先,分析了三相电压型 PWM 整流器的数学模型和工作原理,为进一步对
控制策略的研究做好了铺垫。
其次,本文采用了以电压外环的滑模控制和电流内环的新型前馈解耦控制的
双闭环控制结构,并对这两种控制策略做了详细的理论推导,结合空间矢量调制
方式,最终取得控制模型。搭建了 MATLAB 仿真平台,仿真实验结果证明了控
制策略的可靠性和可行性。
最后,根据实验系统的技术参数,进行了软硬件设计。硬件电路设计主要包
括了信号调理电路、控制电路、保护电路等,软件主要包括锁相、控制算法、
SVPWM 算法等,文中还详细分析了正负相序下相位的确定。接着对软硬件做了
分模块调试, 调试过程中特别分析了系统带负载启动的问题,并且对
TMS320F2812 的 AD 进行校正。通过严谨的分模块调试之后,再进一步做系统
整体调试。系统实验得到了预期的效果,得出了结论。
关键字:三相电压型 PWM 整流器;滑模控制;新型电流前馈解耦控制;矢量空间脉
宽调制;
I
ABSTRACT
With the development of power electronic technology,the performance of
three-phase voltage-source PWM rectifier has been wi