逆变器消谐模型实时求解算法分析及ASIC实现研究

摘要

该文首先对选择性谐波消去法PWM单相和三相逆变器进行了数学建模,然后利用同伦思想及牛顿迭代法提出了对模型的求解算法;并且给出了求解消谐方程过程中初值角的确定方法,最后通过MATLAB对求解算法进行了仿真,得出了比较满意的效果.随着VLSI技术的不断进步、SOC(system on chip)已经成为现实.单片的消谐模型求解专用集成系统(ASIC)已见端倪.该文在前述研究的基础上,对消谐模型求解算法进行电路的映射,给出了基于上述算法的电路模型(其中包括对消谐模型牛顿迭代公式中的雅可比矩阵进行LU分解、相乘及求逆)并且对各模块进行了VHDL建模与仿真,取得了可喜的阶段性成果,为以后硬件实现整个消谐模型实时求解奠定了基础.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1研究消谐逆变器的意义

1.1.1谐波畸变的概念

1.1.2逆变器输出谐波的危害性

1.2逆变电源的谐波处理方法

1.2.1波形重构法

1.2.2 PWM逆变技术

1.3研究课题的来源及其研究内容

1.3.1消谐逆变器的研究现状

1.3.2主要研究工作

第二章逆变器消谐PWM模型的建立及求解算法

2.1消谐模型的建立

2.1.1选择性谐波消去法的分类

2.1.2单相逆变器消谐模型

2.1.3三相逆变器消谐模型

2.2消谐PWM模型求解的数学方法

2.2.1同伦延拓法思想

2.2.2消谐方程的Cauchy问题转化

2.2.3 Cauchy问题的求解—同伦映射思想与牛顿迭代相结合的方法

2.2.4适用于消谐模型实时求解的算法

2.2.5消谐方程的求解步骤

2.2.6结论

2.3本章小结

第三章基于MATLAB仿真的消谐方程求解的算法实现

3.1 MATLAB中消谐方程求解的实现算法

3.1.1消谐方程化简

3.1.2牛顿迭代法求解消谐方程

3.1.2算法改进

3.2本章小结

第四章逆变器消谐模型实时求解的ASIC实现

4.1 ASIC实现消谐模型实时求解的可行性

4.2逆变器消谐模型实时求解ASIC实现的系统结构

4.2.1数据结构的设计

4.2.2浮点算术运算包的设计

4.2.3心动阵列

4.2.4系统模块的划分

4.3系统主要功能模块介绍

4.3.1开关角初值求解模块init的实现

4.3.2 JACOBI矩阵及系数向量产生模块∞_dig

4.3.3矩阵求逆的心动阵列的实现

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致 谢