基于改進(jìn)粒子群算法的逆變器SHEPWM研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及控制技術(shù)的發(fā)展，PWM逆變器也在交流調(diào)速系統(tǒng)、UPS、交流穩(wěn)壓電源、中高頻逆變電源及其它各種電力電子裝置中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但是，隨著對(duì)變換器效率、波形質(zhì)量、電磁兼容等的要求越來越高，逆變器產(chǎn)生的諧波對(duì)外界的危害亦日益嚴(yán)重。本文在分析用于逆變器PWM調(diào)制方法的基礎(chǔ)上，對(duì)其中抑制諧波效果最佳的技術(shù)--特定消諧技術(shù)進(jìn)行了深入研究。
　　根據(jù)PWM的基本原理與付立葉級(jí)數(shù)理論，建立了PWM電壓型逆變器輸

2、出波形的數(shù)學(xué)模型，得到了其輸出諧波在變頻變壓過程中的分布規(guī)律，找出了PWM技術(shù)所存在的諧波問題，為SHEPWM技術(shù)的有效應(yīng)用提供了理論參考。并對(duì)目前SHEPWM方程組常用的幾種計(jì)算方法進(jìn)行了定量而系統(tǒng)的分析。
　　在SHEPWM技術(shù)中，表征基波及各次諧波幅值與開關(guān)角關(guān)系的方程組為非線性超越方程組，一般只能采用牛頓迭代法等數(shù)值方法求解，例如Newton-Raphson迭代法、同倫算法、Walsh變換法和多項(xiàng)式變換的方法等數(shù)值求解方法

3、求算SHEPWM方程組的特點(diǎn)。由于這幾種方法同樣存在對(duì)初始值要求較高、計(jì)算復(fù)雜等不足，而且收斂與否與初值選取有直接關(guān)系，所以初始值的選取要盡可能接近方程的解。
　　基于現(xiàn)代隨機(jī)搜索技術(shù)的遺傳算法、蟻群算法在求解SHEPWM方程組時(shí)，可避免數(shù)值法對(duì)初始值的嚴(yán)格要求。但遺傳算法容易陷入局部最優(yōu)解，而蟻群算法通常需要是連續(xù)域的蟻群算法才可用于求解SHEPWM方程組，同時(shí)也要采用必要方式來防止算法陷入局部最優(yōu)解。
　　與蟻群算法相比

4、，同屬智能群算法的粒子群優(yōu)化算法相比，算法流程簡單、參數(shù)簡潔、易于實(shí)現(xiàn)，無需復(fù)雜的搜索調(diào)整，且對(duì)優(yōu)化問題的連續(xù)性無任何要求等優(yōu)點(diǎn)。因此，本文建立了基于粒子群優(yōu)化算法的SHEPWM求解目標(biāo)方程，并通過對(duì)慣性權(quán)重、加速常數(shù)等參數(shù)的選擇合理，避免早熟收斂，又防止以確保算法收斂。
　　最后通過對(duì)四分之一周期內(nèi)五個(gè)開關(guān)角的SHEPWM仿真及實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果表明，電壓波形中包含的最低次諧波為17次，逆變器的開關(guān)頻率及其輸出電壓的諧波總含量也顯著