基于改進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用。但是，隨著對變換器效率、波形質(zhì)量、電磁兼容等的要求越來越高，逆變器產(chǎn)生的諧波對外界的危害亦日益嚴重。本文在分析用于逆變器PWM調(diào)制方法的基礎上，對其中抑制諧波效果最佳的技術(shù)--特定消諧技術(shù)進行了深入研究。
　　根據(jù)PWM的基本原理與付立葉級數(shù)理論，建立了PWM電壓型逆變器輸

2、出波形的數(shù)學模型，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)的有效應用提供了理論參考。并對目前SHEPWM方程組常用的幾種計算方法進行了定量而系統(tǒng)的分析。
　　在SHEPWM技術(shù)中，表征基波及各次諧波幅值與開關角關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變換法和多項式變換的方法等數(shù)值求解方法

3、求算SHEPWM方程組的特點。由于這幾種方法同樣存在對初始值要求較高、計算復雜等不足，而且收斂與否與初值選取有直接關系，所以初始值的選取要盡可能接近方程的解。
　　基于現(xiàn)代隨機搜索技術(shù)的遺傳算法、蟻群算法在求解SHEPWM方程組時，可避免數(shù)值法對初始值的嚴格要求。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、易于實現(xiàn)，無需復雜的搜索調(diào)整，且對優(yōu)化問題的連續(xù)性無任何要求等優(yōu)點。因此，本文建立了基于粒子群優(yōu)化算法的SHEPWM求解目標方程，并通過對慣性權(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。
　　最后通過對四分之一周期內(nèi)五個開關角的SHEPWM仿真及實驗。仿真結(jié)果表明，電壓波形中包含的最低次諧波為17次，逆變器的開關頻率及其輸出電壓的諧波總含量也顯著