离散随机SVPWM中概率密度函数的表征与选择

针对连续随机空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)技术在永磁同步电机驱动系统中对高度集中的PWM谐波能量分散效果不理想问题，提出一种基于Beta分布的离散混合双随机SVPWM技术。首先，基于调制理论分析传统SVPWM技术的开关函数与电压PWM谐波之间的内在联系，并根据开关函数中调制参数的组合形式不同对随机SVPWM技术进行分类。然后，从预定义的离散序列中随机选择开关频率因子和脉冲位置因子以实现开关函数中开关频率和脉冲位置的离散随机化，同时基于Beta分布和均匀分布对离散随机序列进行优化，以改善离散随机SVPWM技术的PWM谐波抑制效果，使得频域中的谐波能量分散到更多频率分量处。通过实验平台测试，结果显示基于Beta分布的离散双随机调制技术相较于传统随机脉宽调制技术谐波峰值降低了53%,表明引入Beta分布的离散混合双随机SVPWM技术具有更优的谐波散射效果，同时还具有与传统SVPWM技术相当的驱动效率。     

基于随机调制技术的Boost-PFC应用研究

将随机调制技术应用于功率因数调节装置,通过集成芯片MIA841CP和DSP控制实现基于随机载频调制技术的Boost功率因数调节器.针对有源功率因数调节器高频PWM的开关特性.分析比较了在相同条件下,随机变量的引入对功率因数调节器性能的影响和对输入电流功率谱特性的改善,使集中开关频率的和谐波频率上的脉冲能量平滑,从而有效地改善了调节器的电磁兼容特性.     

随机SVPWM技术在背靠背变流系统中的研究与应用

电力电子功率变换器产生的开关频率谐波是重要干扰源之一。为有效抑制开关频率谐波,除采用常用的低通滤波技术外,可以结合在电压空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)中引入随机因子的方法,减小变换器输出电压、电流的开关频率谐波。通过对两种随机方案的理论分析与比较,开关周期随机化较脉冲位置随机化对抑制开关频率谐波有更好的效果。将随机因子引入开关周期中,形成随机周期电压空间矢量脉宽调制技术(RPSVPWM),并将其应用在背靠背变流器中。对有、无随机化的SVPWM的实验数据进行对比和分析,结果证实了该方法的有效性和可行性。     

两种随机PWM调制技术的比较研究

PWM调制技术已广泛应用于电力电子技术中,但PWM调制信号含有大量的高次谐波,成为产生EMI的主要原因之一。开关功率变换器中应用随机PWM调制技术能有效地减小传导EMI,改善系统电磁兼容性。常用的随机PWM调制技术有随机周期调制和随机脉冲位置调制,通过对两种方法的分析与实验,结果表明随机周期调制技术具有相对更好地减小EMI的作用。     

基于双定律分析的配电网电能分项计量误差测试研究

为在消费者与电力部门之间建立一个公平公正的电能交易桥梁,该文提出了一种基于双定律分析的配电网电能分项计量误差测试研究方法。通过热能与电能转换过程,确定双定律分析策略,挖掘配电网中电能计量分项的误差形成原因;根据伪随机分项序列与测试时间间隔,分别得到稳态电能分项量值、m序列伪随机动态电能分项序列以及正交伪随机动态测试电能分项序列;根据不同伪随机动态功率测试信号,结合动态参考电能量值与累计电能量值,得到电能分项计量误差。通过检验谐波次数、电能表丢帧模式与丢帧率对测试结果的影响,实验结果表明,所提测试研究能够自如地应对谐波次数变化与电能表不同丢帧率下的各类丢帧模式,其有效性与实践价值较高。     

双三相PMSM锯齿载波双随机SVPWM策略

双三相永磁同步电机具有高功率密度、低成本、高可靠性等优点,适用于电动飞机、舰船推进等场合。然而,采用空间矢量脉宽调制策略(space vector pulse width modulation,SVPWM)会导致相电流在开关频率及其整数倍处存在集中的高频谐波,并因此带来振动噪声问题。此外,对双三相电机开关序列的中心化处理,也会增加谐波含量。为此,文中结合随机零矢量SVPWM与变延时SVPWM,提出基于锯齿载波的双随机SVPWM控制方法。在不影响矢量控制运行性能的情况下,将开关频率及其整数倍处的谐波分散到指定频域内,显著降低相电流的高频谐波幅值。与此同时,采用锯齿载波代替传统的三角载波,避免了开关序列的中心化处理,降低了谐波含量。实验结果验证了所提控制方法的有效性。     

基于伪随机数的双三相PMSM高频降噪策略研究

为了抑制双三相永磁同步电机的高频噪声,提出一种基于伪随机二进制数序列的随机开关频率-随机零矢量空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法。该方法通过线性反馈移位寄存器产生伪随机数序列,实现开关频率随机化,保持零矢量作用总时间不变,随机分配零矢量作用时间T0与T7,实现零矢量作用时间对称且随机分布,从而实现开关频率与导通时刻的随机化。通过仿真分析表明,该方法实现了对开关频率及其倍频处频谱的均匀扩展,显著降低了开关频率及其倍频处谐波的幅值,达到了抑制开关频率及其倍频噪声的目的。     

一种完全基于两电平空间矢量调制的三电平空间矢量调制算法

在研究两电平逆变器与三电平逆变器之间SVPWM本质的基础上,提出了一种基于两电平空间矢量的三电平空间矢量算法.三电平空间矢量控制中分区算法可由两电平矢量作用时间的计算结果获得,并且这两种逆变器的矢量作用时间可以通过一个线性矩阵转换.为了分析三电平逆变器的脉冲序列模式,按照矢量之间切换的可能性,提出了一种新的可用于描述矢量开关序列的分类标准.针对传统的和改进的作用序列进行逆变器输出谐波的评估.文中所提的各种理论与算法都可以非常容易地推广到更多电平的系统中.为了验证所提算法的正确性,进行了实验验证.     

三电平空间矢量与载波调制策略统一理论的研究

两电平空间矢量脉宽调制(space vector pulse widthmodulation,SVPWM)与正弦脉宽调制(sinusoidal pulse widthmodulation,SPWM)存有一定的本质关系,对于三电平,在常见的8段式SVPWM序列中可以证明,SVPWM与SPWM本质上也存在某种统一。实际的SVPWM调制中,由于要考虑中点电压平衡、减少谐波等其它性能问题,一般会利用开关冗余状态得到8段以上的开关调制序列。目前的文献中还未曾有对这些情况进行统一性地验证,因此三电平SVPWM与SPWM的统一理论存在一定的不足。研究发现,可通过严格地理论推导将传统意义上的调制波分解为2个子调制波,再进行SPWM调制,可以得到与SVPWM完全吻合的序列。该文在此方法基础上深入研究了8段以上(10、12、14段)的SVPWM调制序列与SPWM的统一。经过严格地理论推导,成功实现了含任意段数的SVPWM序列与SPWM的统一。仿真结果证明了该理论的正确性。     

单相逆变器小波多分辨调制技术研究

为进一步改善逆变器输出谐波的频谱分布,提出一种基于多分辨小波调制(WM)的单相逆变器控制技术。首先将逆变器调制过程模拟为一个非均匀采样与重构的过程,而后采用组合Haar小波结合多分辨分析(MRA)理论对这一过程进行实现。实验表明,与传统的正弦脉宽调制逆变器相比,这种WM方法可将逆变器输出的集中在整数倍开关频率附近的谐波相对均匀地分散到一个较宽的频带范围内,并有效减小整数倍开关频率附近的离散谐波幅值。这有助于降低因过于集中的谐波功率谱引起的系统电磁干扰(EMI)。     

并联逆变器馈电PMSM调速系统谐波和环流控制

针对大功率场合下并联逆变器馈电永磁同步电机( PMSM)调速系统中存在的环流问题和电机电流谐波性能差的问题,提出一种并联逆变器馈电永磁同步电机控制策略来协调控制不同并联逆变器模块实现电机总电流波形优化,并有效地抑制并联逆变器模块间环流。分析并联逆变器馈电PMSM调速系统的电路结构及并联逆变器环流的等效电路模型,提出针对并联逆变器PMSM调速系统的移相空间矢量脉宽调制( SVPWM)技术和随机SVPWM技术,并通过在SVPWM中动态分配零矢量作用时间来抑制各逆变器模块间的环流。仿真和实验结果均验证了所提出的控制策略的有效性,采用移相SVPWM和随机SVPWM策略可改善电机电流的谐波性能,采用环流抑制环节后可以有效地消除电路中的环流。     

基于周期谐波扩频调制的永磁同步电机高频边带声振抑制

该文以电动汽车后桥驱动用12槽-10极永磁同步电机及其控制系统为研究对象,基于周期谐波扩频调制技术,对常规空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术所引入的边带谐波成分与高频声振响应进行抑制与优化研究。分析了边带电流谐波频谱与径向电磁力主要的阶次特征分布。建立了完整的谐波扩频功率谱解析模型,对锯齿波和正弦波两种典型的周期信号进行了理论解析,并分析了扩频宽度和调制因子对抑制效果的影响。通过样机及测控实验平台,对不同工况下的边带电流谐波和声振响应进行了验证。结果表明,周期谐波扩频调制能够有效抑制边带电流谐波,多转速工况下噪声响应的中心频带优化20dBA以上;锯齿波扩频调制的抑制效果优于正弦波扩频调制;正弦波扩频调制对扩频宽度的变化较为敏感。     

随机脉冲位置PWM及其在矩阵变换器中的实现

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。以矩阵变换器为研究对象，提出了一种基于传统空间电压矢量PWM的随机脉冲位置PWM控制策略，该策略通过随机改变每个开关周期中零矢量的位置，实现了2种低开关损耗PWM模式之间的随机转换，使矩阵变换器输出电压的谐波成分均匀地分布在较宽的频带范围内，同时介绍了在低开关损耗模式下的一种快速SVPWM算法。利用Matlab编制s函数模块，结合Simulink的仿真工具箱的现有模块组成矩阵变换器的仿真模型，分别在原始空间电压矢量PWM和随机脉冲位置PWM两种控制策略下进行了仿真对比，得到良好的波形和数据，从而验证了随机脉冲位置PWM的可行性和正确性。     

一种基于随机开关频率和SVPWM的降噪研究与实现

通过对降噪原理的分析,结合现代信号处理技术,提出了一种随机开关频率技术与空间电压矢量调制相结合的降噪方案,使得原先集中在载频和二倍载频附近的谐波噪声频谱展宽,虽然谐波的能量并没有减小,但谐波幅值得以降低,从而达到降噪的目的.通过仿真确定合适的随机数概率分布模式,在此基础上完成了低噪声变频控制器的设计与实现.通过实验波形可以看出,谐波噪声频谱得到明显展宽,噪声强度明显下降,达到了预期的目的.     

一种TR-UWB信号离散功率谱分量抑制技术

提出了一种TR-UWB系统中抑制离散功率谱分量的方法。通过在发射脉冲信号加入随机相位抖动,这种方法可以抑制和消除TR-UWB系统发射信号功率谱中的离散分量,同时其实现简单且无需对接收机结构进行修改,与其他离散谱抑制方法相比具有优势。理论分析和计算机仿真表明所提出的方法可以有效地平滑TR-UWB信号的功率谱并且不会影响原系统的误比特率性能。在FCC规定的辐射掩模下,通过抑制离散谱分量可以将实例中的TR-UWB信号发射功率提高约14.5 dB。     

基于谐波抑制的共母线开绕组永磁同步电机减振控制

为了减少共母线开绕组永磁同步电机(OW-PMSM)驱动系统中的电流谐波,抑制由径向电磁力引发的电机振动,提出了一种基于零序电流闭环的零矢量重分配随机开关频率空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法。该算法通过选取的零矢量产生共模电压,抵消由非零电压矢量带来的共模电压,将零序电流闭环后动态抑制零序电流,有效地减少了相电流3次谐波含量。同时,针对调制策略固有的相电流高频谐波分量,通过SVPWM中开关频率随机化,使得开关频率及其整数倍处高频谐波幅值大大减少。试验结果表明,该方法能有效降低高低频段电流谐波幅值,实现OW-PMSM全频段的减振控制。     

细胞自动机伪随机序列的线性复杂度分析

细胞自动机是一种时间、空间和状态均离散的动力学系统,是反馈移位寄存器这一有限状态机的推广.本文使用Berlekamp-Massey算法对细胞自动机产生的伪随机序列进行线性复杂度分析,在此基础上利用计算机模拟出了细胞自动机的线性复杂度分类图.最后,对细胞自动机产生的m序列的局部伪随机统计特性进行了分析和仿真,实验说明了基于细胞自动机的伪随机序列具有与移位寄存器相似的伪随机统计特性,且其电路具有更高的速度优势.     

双随机PWM在DC-DC变换器中的实现及性能分析

随机调制技术因其能够减少噪音,驱散谐波能量而使之具有更宽的带宽,减小常规的PWM调制中快速开关运行产生的干扰。这种方法不需要改变电力电子系统拓扑结构,也不增加系统额外耗费和体积,是解决PWM型电力电子系统中形成的传导电磁干扰问题的有效方法之一。特别是双随机调制技术具有更好的减少离散谱峰值的作用。文中分析了双随机调制技术的原理,并将TMS320F2812DSP实现的双随机PWM信号应用于实际的DC-DCboost变换器。研究结果表明,双随机调制技术能够较好地抑制常规调制方式所引起的传导EMI,比任何一种单随机调制具有更好地削减峰值和遣散功率谱的效果,从而有利于改善电力电子系统的电磁兼容性(EMC)而不影响功率变换器的输出特性;同时也证明了双随机PWM技术的工业应用是可行的。     

二极管钳位多电平空间矢量与载波调制策略统一理论研究EI北大核心CSCD

多电平变换器脉宽调制(pulse width modulation,PWM)控制方法主要有正弦载波PWM法(sinusoidal carrier-based modulation,SPWM)和空间矢量脉宽调制法(space vector pulse width modulation,SVPWM),这两种调制策略存在一定的本质关系,在两电平或三电平中,对于两种调制算法的内在联系已有许多论述,但对于更高电平的SVPWM调制中,一般由于多电平冗余电压矢量过多,调制序列较复杂,文献中对SPWM与SVPWM的统一理论研究存在一定的不足。该文针对这一问题,深入研究多电平SVPWM调制序列与SPWM的统一,通过在SPWM调制波中叠加零序分量得到与SVPWM完全吻合的序列,最终推导出n电平含任意段数的SVPWM序列与SPWM的统一。     

双随机调制技术在有源功率因数预调节器中的应用研究

高频脉宽调制(PWM)整流技术能够减少单相AC—DC整流装置输入端的谐波电流、提高功率因数,但引起了集中在开关频率及其倍频谐波频谱的离散能量分布特性。随机调制技术能够改善电力电子系统电磁兼容性。针对有源功率因数预调节器高频PWM的开关特性,引入双随机调制技术,完成了该系统的性能仿真研究及其Welch谱估计分析。结果表明,双随机调制技术在保证功率因数预调节器具有较高功率因数的情况下,还减小了该高频整流器对供电系统的干扰,改善了其电磁兼容特性。