基于Vienna整流器的航空高压直流系统电能品质控制

目 录
前言
第 1 章 概论 1
1.1 航空高压直流系统电能品质的要求 1
1.2 航空三相整流器拓扑结构的研究现状 4
1.2.1 两电平整流器 4
1.2.2 三电平整流器 6
1.3 三相整流器控制策略的研究现状 8
1.3.1 基本的控制对象与方法 8
1.3.2 中点电位控制研究 14
1.3.3 电网不平衡时的控制研究 15
1.4 DC/DC 变换器控制策略的研究现状 16
1.5 本章小结 18
第 2 章 PWM 整流器的控制策略基础 19
2.1 两电平 PWM 整流器的工作原理 19
2.2 两电平 PWM 整流器的数学模型 27
2.2.1 整流器在三相静止 abc 坐标系下的数学模型 27
2.2.2 整流器在两相静止αβ 坐标系下的数学模型 29
2.2.3 整流器在两相旋转 dq 坐标系下的数学模型 30
2.3 两电平 PWM 整流器的直接功率控制 31
2.3.1 系统的组成及其作用 31
2.3.2 直接功率控制系统的原理 32
2.3.3 改进的直接功率控制 34
2.3.4 瞬时功率的计算 37
2.4 两电平 PWM 整流器 SVPWM 算法 38
2.4.1 电压空间矢量 Vref 扇区的计算 38
2.4.2 各相桥臂导通时间分配 39
2.5 本章小结 41
第 3 章 基于新型开关表的直接电流控制策略 42
3.1 引言 42
3.2 三相 Vienna 整流器的数学模型 43
3.3 基于开关表的直接电流控制器结构 46
3.4 各电压矢量对电流分量和中点电位的影响 47
3.4.1 各电压矢量对电流分量的影响 48
3.4.2 各电压矢量对中点电位的影响 56
3.5 新型开关表的设计 57
3.6 仿真与实验验证 59
3.6.1 考虑中点电位与未考虑中点电位的开关表对比 60
3.6.2 电压利用率对交流侧电流调节能力的影响 63
3.6.3 实验验证 70
3.7 本章小结 71
第 4 章 基于模糊幂次趋近律的双闭环滑模控制策略 73
4.1 引言 73
4.2 滑模控制的基本原理 74
4.2.1 滑模控制的三要素 75
4.2.2 削弱抖振的方法 75
4.3 各种新型幂次趋近律的设计方法 78
4.3.1 双幂次趋近律 78
4.3.2 多幂次趋近律 80
4.3.3 变指数幂次趋近律 85
4.4 模糊系统基本理论 87
4.4.1 模糊系统的基本结构 87
4.4.2 模糊系统的隶属度函数 88
4.4.3 模糊规则的建立 91
4.4.4 模糊推理 91
4.4.5 反模糊化计算 92
4.5 模糊幂次趋近律的设计 92
4.5.1 模糊规则设计 93
4.5.2 滑模特性分析 94
4.6 双闭环滑模控制策略设计 95
4.6.1 外环电压控制器设计 96
4.6.2 内环电流控制器设计 97
4.7 三相 Vienna 整流器的 SVPWM 实现 98
4.8 仿真与实验验证 100
4.8.1 模糊幂次趋近律的仿真验证 100
4.8.2 双闭环滑模控制策略的仿真验证 102
4.8.3 实验验证 105
4.9 本章小结 106
第 5 章 电网不平衡下的控制策略和稳定工作条件 107
5.1 引言 107
5.2 电网不平衡条件下的基本问题 107
5.2.1 正负序分量的分解 107
5.2.2 瞬时功率的计算 110
5.3 抑制交流负序电流的控制策略 112
5.3.1 控制器设计 112
5.3.2 整流器的稳定工作条件 114
5.4 抑制有功功率二次谐波的控制策略 119
5.4.1 控制器设计 119
5.4.2 整流器的稳定工作条件 120
5.5 仿真与实验验证 123
5.5.1 单相交流侧电压幅值跌落 123
5.5.2 两相交流侧电压幅值跌落 131
5.5.3 实验验证 140
5.6 本章小结 143
第 6 章 Buck 变换器的滞环滑模控制设计与性能分析 144
6.1 引言 144
6.2 模型建立与滑模控制器设计 145
6.3 闭环系统的相平面分析 146
6.4 系统性能分析 152
6.4.1 稳态性能 152
6.4.2 瞬态性能 152
6.4.3 开关频率 153
6.5 仿真与实验验证 154
6.5.1 CCM 与 DCM 边界 155
6.5.2 电路参数变化对 CCM、DCM 边界的影响 156
6.5.3 控制器参数与系统性能的关系 158
6.5.4 实验验证 165
6.6 本章小结 166
第 7 章 带航空电子负载后 Vienna 整流器的电能品质分析 167
7.1 引言 167
7.2 带航空电子负载后的 Vienna 整流器 167
7.3 各种非线性动力学现象 169
7.3.1 平衡点 169
7.3.2 周期点 171
7.3.3 分岔 171
7.3.4 混沌 172
7.4 非线性动力学分析方法 173
7.4.1 分岔图 174
7.4.2 庞加莱截面 174
7.4.3 Lyapunov 指数 175
7.4.4 功率谱 175
7.4.5 熵 176
7.5 Buck 变换器的动力学分析 177
7.5.1 Buck 变换器中 LCEs 计算的改进 178
7.5.2 Buck 变换器的分岔图和 m LCE 179
7.6 仿真验证 182
7.6.1 Buck 变换器工作模式的选择 182
7.6.2 突加突卸负载时系统的电能品质 184
7.7 实验验证 187
7.8 本章小结 189
参考文献 190