空间矢量调制的矩阵变换器的建模与仿真

矩阵变换器是一种开关序列呈矩阵型的交-交变换器,具有一系列的优点。已成为交-交变换器研究中非常热门的课题。本文基于空间矢量调制法,首先,分析直-交变换器的空间矢量调制;接着,类似地分析交-直变换器的空间矢量调制;然后把前面两个过程进行综合,得到一种直接的交-交变换器。最后,针对空间矢量调制法,利用MATLAB编制S函数模块, 结合SIMULINK的电力系统仿真工具箱的现有模块组建成矩阵变换器的仿真模型。仿真结果验证了空间矢量调制策略的正确性,同时指出在输出端设计滤波器的必要性。     

三电平DC-DC变换器统一建模研究

针对三电平直流变换器这样一个时变的、非线性的、多模态的动态系统,在低频、小纹波和小信号假设下,引入开关周期平均算子,利用状态空间平均法和欧拉公式,推导了其统一数学模型.以改进型三电平Buck直流变换器为例,应用此方法建立其数学模型,并用MATLAB仿真软件对其状态空间平均法数学模型和变换器电路模型进行仿真,仿真结果证明了用该方法建立的数学模型具有一定的合理性.     

BOOST变换器中混沌现象及其控制的仿真研究

分析了工作在电流断续状态下BOOST变换器的离散迭代模型,对该迭代模型的分岔现象进行了仿真研究。基于MATLAB的POWER SYSTEM工具箱,采用基于器件模型的仿真研究证实了该变换器中的混沌现象。针对该混沌现象采用了跟踪控制方法进行控制,该方法消除了变换器中的混沌现象,使变换器工作在周期1状态,基于迭代模型和器件模型的仿真结果表明了混沌现象的存在和所提控制方法的有效性。     

准Z源升压变换器的软开关技术仿真研究

在具有相同输入电压、开关管占空比相等的条件下,准Z源升压变换器拓扑可以提供比传统升压变换器拓扑更高的输出电压,具有效率高、实用输出电压范围广的优点。在准Z源升压变换器的基础上设计了一种软开关电路,用辅助开关管代替原拓扑中的二极管,实现了主开关管的零电压开通。在MATLAB/Simulink环境下对该软开关电路进行了仿真。仿真结果表明,改进后的准Z源升压变换器能降低主开关管的开关应力与续流二极管的通态损耗,增强了系统的稳定性,可以提高开关器件的使用寿命。     

基于有效状态空间的多状态网络可靠性评估

鉴于应用d-最小割(路)集计算多状态网络可靠度精确值的算法中基于最小割(路)集求解d-最小割(路)集及容斥原理的复杂性,提出一种不需要d-最小割(路)集计算网络可靠度精确值的算法.该算法按一定规则分割状态空间,在此基础上生成有效状态空间,通过迭代计算直接获得可靠度精确值;同时通过删除边的无效状态、对最小割集进行分组,有效减小计算量;通过有序树执行该算法简单、易操作.实例表明算法的计算结果是正确的,且计算量较小,证明了其正确性和有效性,但同时也表明算法所需存储空间较大.     

矩阵变换器改进型共模电压抑制方法仿真研究

针对双级矩阵变换器(Two-stage Matrix Converter,TSMC)传统空间矢量调制策略下共模电压瞬时值较大的不足,在分析共模电压产生规律基础上,提出了一种适用于TSMC的改进型共模电压抑制方法。为有效抑制共模电压,将整流级6扇区细分为12扇区,并根据整流级参考电流矢量所在扇区位置及直流侧电压大小,重新定义和分配逆变级开关切换点,并合理选择和分布逆变级零矢量,从而使TSMC共模电压瞬时最大值降低至原有的57.7%,有效降低了共模电压幅值,抑制了共模电压负面效应。仿真结果验证了方案的可行性。     

基于非最小状态空间模型的控制器设计及仿真

针对传统的状态空间方法在引进状态观测器后系统比较复杂、鲁棒性差的特点,提出了一种非最小状态空间模型描述方法。这种形式中的所有状态变量都能直接测量,适合实际工程应用。在此基础上,结合线性二次型最优控制方法求出状态反馈增益,设计了控制器结构。最后,对控制系统进行了仿真,并与传统的PID控制器进行了比较,结果表明该算法可以很好地满足精度和动态特性要求,特别具有较强的抗干扰性和鲁棒性。     

功率变换器近场辐射的建模与仿真

给出了用于功率变换器近场辐射的两个模型以及计算机仿真结果。一个模型源自BUCK变换器,只有一个高频电流回路,称作单环模型。另一个源自BOOST变换器,有两个高频电流回路,称作双环模型。推导了每个模型时域内的瞬态场解析表达式,并在频域内对模型典型频点的稳态场进行了仿真。该模型以及仿真方法,对功率变换器高密度互联组装具有重要的参考价值。     

空间矢量调制矩阵式变换器谐波的研究

以间接空间矢量调制法为例,简要叙述了矩阵式变换器空间矢量调制策略的基本原理.在此基础上,首次提出"扇区谐波"的概念,给出了其基波分量的数学表示式,并对空间矢量调制策略带来的这种特有谐波作了量化分析,给出了数值计算的结果和它的性质.     

基于采样数据模型的DC-DC变换器中分岔现象分析

DC-DC变换器中存在着丰富的非线性现象,分岔的出现是DC-DC变换器失稳的表现。为研究DC-DC变换器中的分岔现象,采用采样数据法建立DC-DC变换器的精确数学模型,给出对分岔现象进行仿真分析的公式,以Buck变换器为例,通过仿真和实验观察不同参数下分岔现象的出现,从而得出电路参数变化对DC-DC变换器稳定性的影响。     

一种新型的通用的升压型直流变换器电路仿真平均模型

提出了一种新型的单开关升压式（Ｂｏｏｓｔ）直流变换器的电路仿真平均模型。这种模型可通过输入参数的选择实现对Ｂｏｏｓｔ电路的电压控制,峰值及平均电流控制,以及对ＤＣＭ－ＣＣＭ工作方式的统一。可方便地进行稳态和动态分析,是一种实用的仿真模型。在保证准确的基础上,它大幅度提高了仿真的速度,通常可较用实际器件开关电路的仿真速度提高两到三个数量级。     

三重四象限变流器系统的半实物仿真研究

通过分析开关元件的不同导通情况与变流器电路拓扑结构的对应关系建立了三重四象限变流器系统的数学模型。对由其形成的闭环系统进行了离线和半实物仿真试验研究。结果验证了所建三重四象限变流器系统的正确性,可用于交流传动系统的研究和测试。     

Buck变换器仿真模型及分岔与混沌研究

对工作于电流连续模式下的电压控制型Buck变换器,利用仿真软件Matlab/Simulink,建立了一个对其非线性现象进行研究的仿真模型。根据其结构、电路参数及不同的工作条件,该模型可分别从时域与相图的角度对Buck变换器中的分岔与混沌进行分析。通过计算机仿真,观察到了以输入电压和输出电容作为分岔参数的混沌现象及系统输出特性,在V-I相图中观察到了系统由稳定到混沌的演化过程。所有仿真结果均与以往的理论分析相符,因而验证了该模型的合理性和可行性。具有重要意义的是该建模方法也适用于其它DC/DC变换器。     

基于谱图理论的形状聚类仿真

谱图理论已经广泛的应用于形状表示、匹配和聚类。主要研究两个方面的问题：1、通过提取形状的骨架特征点和图谱分析,建立形状的数学模型;2、通过分析模型的数学特征,将形状投影到低维空间中。利用上述方法实现了形状的聚类仿真。针对公共数据集的仿真实验证明了该聚类算法能有效的实现形状聚类。     

PFC Boost变换器的非线性现象仿真研究

分析了基于平均电流控制的PFCBoost变换器的工作原理，采用Simulink模型建立了主电路的开关模型，对PFC变换器进行了数字仿真。仿真结果说明了在PFCBoost变换器中同时存在两种不同时标下的不稳定现象，最后利用Matlab软件中的S函数建立系统状态空间平均模型得到了低频分岔图，证明了所建立仿真模型的正确性。所建立的PFC变换器模型为精确分析电力电子变换器在参数变化时的动态性能提供了有效工具。     

MATLAB与PSIM结合的矩阵变换器过调制策略仿真研究。

针对矩阵变换器电压传输比偏低的问题,提出了基于虚拟不可控整流的双模过调制模式I的解决方法,该调制策略可以将电压传输比提高到1．0。论文对调制策略的基本原理进行了深入地分析,明晰了其提高电压传输比的机理。采用基于MATLAB和PSIM联合的仿真方法,解决了仿真时功率器件设置困难和仿真时间较长的问题。理论研究和仿真结果FFT分析均表明该调制策略提高了矩阵变换器的电压传输比,降低了谐波总畸变率。     

CCM和DCM模式Buck变换器建模与混沌现象仿真

利用Matlab/Simulink分别建立了电流连续和断续模式的电压控制型Buck变换器的两种模型,通过仿真观察到了混沌现象。该模型成功地模拟了可控功率开关的开关状态及其PWM驱动信号,非常贴近于开关的实际工作状态。对两种模式的模型进行仿真,在电流连续模型中,得出输入电压变化时的V-I相图和系统主要电量的时域波形图,观察到了系统由稳定到混沌的演化过程;在电流断续模型中,得到了负载电阻和电感变化时系统动力学行为变化的相图,从而验证了电流断续模式下混沌现象的存在性。仿真结果均符合理论分析。     

基于双级矩阵变换器的统一潮流控制器设计

根据统一潮流控制器的基本原理,结合双级矩阵变换器(TSMC)的优越电气性能,提出了基于TSMC的统一潮流控制器设计方案.建立了传输线路和TSMC逆变级在dq坐标系下的标量模型,通过引入合成矢量将双输入双输出的标量模型简化成单输入单输出的合成矢量模型,应用该合成矢量模型,提出了一种具有解耦功能的三环控制策略.通过MATLAB/SIMLINK仿真表明该策略不仅能实现对潮流的解耦控制,而且具有良好的动静态性能.