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基于双调制波调制策略的单级式多端口电机驱动研究
| 论文题名： | 基于双调制波调制策略的单级式多端口电机驱动研究 |
| 关键词： | 混合动力汽车;单级式多端口电机驱动系统;双调制波调制策略;功率分配;无模型自适应控制 |
| 摘要： | 混合动力汽车是可以有效解决目前纯电动汽车缺陷且符合国家倡导的节能水平的有效方案。单级式多端口电机驱动器作为一种低成本、高效率、体积小的电能变换装置，是混合动力汽车应用中的关键部件，具有重要的研究价值。然而该驱动器存在端口电压不平衡、输出功率路径与开关状态耦合、功率控制建模困难等问题限制了其大规模应用。本文以实现单级式多端口电机驱动系统端口之间功率灵活分配的目标，开展的研究工作总结如下： 首先，通过合理的调制策略实现单级式多端口电机驱动器中端口之间的功率分配，是实现混合动力汽车能量源优势互补的关键。针对端口电压不平衡和输出功率路径与开关状态耦合的问题，本文提出了一种基于载波调制的双调制波调制策略，通过分析控制参数k的调节范围，采用零序分量注入的方式实现了减少开关动作次数和增加端口功率分配自由度的目标，并深入分析了控制参数k与电源端口输出功率的关系以及电源端口输出功率的调节范围。仿真结果验证了所提出调制策略的有效性。 其次，单级式多端口电机驱动系统是一个强耦合、非线性的系统，功率控制建模困难。为实现端口功率的灵活分配，故本文在双调制波调制策略中引入无模型自适应控制 (Model-free adaptive control, MFAC) 策略对功率控制进行优化，该算法通过利用历史输入输出数据在闭环系统的每个动态工作点建立等价动态线性化数据模型实现功率控制，且该算法加入重置算法机制，使其具有更强的跟踪能力，增加了功率控制的抗扰动性。仿真结果验证论文引入无模型自适应控制的优越性。 最后，为验证上述算法正确性与有效性，在实验室中搭建了单级式多端口电机驱动器实验平台进行了进一步的实验验证。实验结果表明，双调制波调制策略具有端口之间功率分配的能力且具有一定自由度；MFAC 策略增强了系统对外界负载扰动的抵抗能力。 |
| 作者： | 陈秋羽 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 谢川;周德洪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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