電力能源行業(yè)在整個工業(yè)體系中的支柱作用不言而喻。隨著能源科技的迅速發(fā)展,電力電子裝置在大量的應(yīng)用的同時,難免也給電力系統(tǒng)帶來愈來愈嚴重的諧波污染問題。治理電網(wǎng)諧波污染的關(guān)鍵在于提高電力電子裝置的功率因數(shù)、抑制電流總諧波畸變率。VIENNA整流器作為一種開關(guān)元件少、功率因數(shù)高、電流諧波少、開關(guān)元件電壓應(yīng)力低的三電平整流拓撲結(jié)構(gòu),在相關(guān)研究中具有較高的應(yīng)用價值和推廣意義。本文首先介紹了VIENNA整流器的電路結(jié)構(gòu)及其工作原理,并對VIENNA整流器數(shù)學模型做了較為深入的研究。在基于SVPWM調(diào)制的控制策略和直流電流控制策略的控制理論的基礎(chǔ)上,研究分析了模型預(yù)測控制策略的基本工作原理,結(jié)合VIENNA整流器在abc坐標系下的數(shù)學模型,提出了VIENNA整流器基于狀態(tài)方程的預(yù)測模型,并且提供了基于該預(yù)測模型的控制算法。作者還根據(jù)VIENNA整流器中的基于SVPWM調(diào)制的控制策略、直流電流控制策略、模型預(yù)測控制的控制理論和調(diào)制方案,在MATLAB仿真系統(tǒng)中搭建了對應(yīng)的仿真電路。對模型預(yù)測控制策略的有效性和可行性進行了驗證,并且通過與其他（兩種）控制策略仿真結(jié)果的比較,總結(jié)出模型預(yù)測控制的特點。本... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

簡化分析的三相電壓區(qū)間Fig.2-4Three-phasevoltageregionforsimplifiedanalysis

（b）離散預(yù)測模型階躍響應(yīng)圖 3-5 兩種預(yù)測模型階躍響應(yīng)Fig. 3-5 Step response of two predictive models從圖 3-5 可知，離散預(yù)測控制模型的階躍響應(yīng)與連續(xù)預(yù)測控制模型的階躍響應(yīng)相同，都在半個工頻周期的時間內(nèi)趨于穩(wěn)定。由此仿真結(jié)果可以驗證，本章節(jié)中的預(yù)測控制模型離散化過程合理有效，可以將此離散預(yù)測控制模型作為VIENNA 整流器的預(yù)測控制模型。在確定預(yù)測模型之后，就要根據(jù)實際需求確定預(yù)測控制的性能方程。本文中預(yù)測控制的目的是保證電流預(yù)測值能夠?qū)崿F(xiàn)對電流給定值的跟蹤，即控制目標為系統(tǒng)輸出量，則根據(jù)式（3-19）得到性能方程 ￠ ( ) ( ) =‖ ( ) ( )‖ ( ) (3-28式中 ( )——電流給定值向量此時，由于 C 為單位矩陣，而控制策略的主要目標為電流控制，并非能量控制，所以可以將式（3-25）簡化為 ￠ ( ) ( ) =‖ ( ) ( )‖ (3-29將狀態(tài)加權(quán)矩陣 取為單位矩陣，并且取預(yù)測步數(shù) P 與控制步數(shù) M 相同，即P=M=Np，則式（3-26）可轉(zhuǎn)化為

圖 4-4 SVPWM 控制策略下的 MATLAB 仿真模型Fig. 4-4 MATLAB simulation model of SVPWM control strategy如圖 4-4 所示，SVPWM 控制策略下的 MATLAB 仿真模型主電路部分由三相輸入電源、三相輸入電感、三相功率元件、輸出濾波電容、負載電阻組成。控制電路則主要由 CLARK 變換模塊、PARK 變換模塊、電流調(diào)節(jié)模塊、電壓矢量區(qū)間判斷模塊、控制脈沖生成模塊組成。CLARK 變換模塊如圖 4-5 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3220254