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1、.本科毕业设计论文单相全桥逆变器单周期控制技术研究*燕 山 大 学2012年6月 本科毕业设计论文单相全桥逆变器单周期控制技术研究学院系：里仁学院专 业：*学生 ：*学 号：*指导 教师：*辩论 日期：2012年6月17日燕山大学毕业设计论文任务书学院：里仁学院 系级教学单位：电气工程及自动化系 学号*学生*专 业班 级应电08-2题目题目名称单相全桥逆变器单周期控制技术研究题目性质1.理工类：工程设计 ；工程技术实验研究型 ；理论研究型 ；计算机软件型 ；综合型 。2.文管类 ；3.外语类 ；4.艺术类 。题目类型1.毕业设计 2.论文 题目来源科研课题 生产实际 自选题目 主要容掌握单周期
2、控制的根本原理，并将其应用于单相全桥逆变电路。掌握PSIM仿真软件，仿真实现单相空间矢量调制的单相全桥逆变器。基本要求1.设计单相全桥逆变器的主电路构造及元、器件参数2.设计单周期控制算法3.仿真实现单周期控制的单相全桥逆变器参考资料1.IEEE相关期刊文献2.中文核心期刊3.相关领域专著周次14周58周912周1316周1718周应完成的容文献阅读，英文文献翻译掌握根本概念和根本方法系统软硬件设计，熟练使用仿真软件仿真研究，结果获取撰写毕业设计报告书，辩论指导教师：*职称：副教授 2011年12月31日系级教学单位审批： 年 月 日. .摘要单周期控制是一种基于开关变量积分的新型非线性控制策
3、略，能有效地抑制电源电压的扰动，但对负载扰动抑制能力有限。单周期控制技术克制了常规PWM 技术固有的缺点：单周期控制的开关频率是固定的，既改善了输出波形的质量，又降低了输出波形的谐波含量；单周期控制的开关变量平均值在一个开关周期严格跟踪参考给定，且开关变量平均值与控制参考之间既没有稳态误差，也没有暂态误差。而且，将单周期控制技术运用到单相全桥逆变器中可以有效地克制传统电压反响控制中的缺陷，同时也不必考虑电流模式控制中的人为补偿。因此，本文选择了对单相全桥逆变器的单周期控制技术的研究工作。本文通过使输入电压发生突变来证实单周期控制对系统输入侧扰动的抑制作用，并利用电力电子仿真软件PSIM对系统进
4、展详细的仿真分析，从而利用仿真结果证实了方案的可行性。关键词单周期控制；单相全桥逆变器；PSIM. .AbstractThe single-cycle control is a new nonlinear control strategy based on the switch variable integral, it can effectively inhibit the supply voltage disturbance, load disturbance rejection capability is limited.Single-cycle control technique ov
5、ere the inherent shortings of conventional PWM technology: single-cycle control of switching frequency is fi*ed, both to improve the quality of the output waveform, but also reduces the harmonic content of the output waveform; the average single-cycle control of the switch variable in a switching cy
6、cle and strictly follow the reference given, and neither the steady-state error in the switch variable between the average control reference, there is no transient error. Moreover, single-cycle control technique applied to single-phase full-bridge inverter can effectively overe the defects in the tr
7、aditional voltage feedback control, but also do not have to consider the human pensation in the current mode control. Therefore, we have chosen a single-cycle single-phase full-bridge inverter control technology research.This article confirmed by a mutation in the input voltage to the single-cycle c
8、ontrol of the inhibitory effect of disturbance on the system input side, and a detailed simulation analysis of power electronic simulation software PSIM system to take advantage of the simulation results confirm the feasibility.Keywords One-cycle control；Single-phase full-bridge inverter；PSIM. .目 录摘
9、要IAbstractII第1章绪论11.1 课题背景11.1.1 逆变电路的现状与开展11.1.2 单周期控制技术的特点及研究现状41.2 本文研究的主要容5第2章单相全桥逆变器单周期控制技术相关原理62.1 引言62.2 单相全桥逆变器的根本原理62.3 单周期控制在buck变换器中的应用实例82.3.1 根本buck变换器82.3.2 单周期控制92.4 双极性调制方式下的单周期控制技术根本原理分析112.5 本章小结14第3章单相全桥逆变器单周期控制的参数与器件设计153.1 引言153.2 主电路参数设计153.2.1 输出滤波器的设计153.2.2 滤波器参数选择173.2.3 负载
10、电阻的参数设计193.2.4 主开关(MOSFET)的选择193.2.5 驱动器件的设计193.3 控制电路参数设计203.3.1 积分器参数设计203.3.2 比拟器设计213.3.3 触发器的设计213.3.4 双向电子开关的设计223.4 本章小结22第4章基于单相全桥逆变器的单周期控制的仿真结果244.1 引言244.2 电路仿真软件PSIM的概述244.2.1 PSIM的仿真环境的介绍244.2.2 PSIM仿真软件的运行阶段24lM仿真软件的电路构造254.3 系统仿真264.3.1 仿真结果274.4 本章小结30结论31参考文献33致35附录136附录241附录346附录451
11、附录564. .第1章 绪论1.1 课题背景随着信息技术的开展，技术的不断成熟，滑模变构造控制，重复控制等新的控制方式克制了常规控制策略对电路模型的准确性以及电路参数的非线性与时变性的依赖的缺点，使系统的可靠性和精度得到不断提高，控制系统鲁棒性和对负载的适应能力不断增强。但是，这些先进的控制策略在实现上都存在着不同的问题，如变构造滑模控制固有的抖震无法保证系统可靠地运行，为了防止抖震而采取措施又增加了设计的复杂性；重复控制的响应速度比拟慢，同时重复控制需要对负载连续自动的辨识和一个非常复杂的补偿网络才能保证系统的稳定性。 将各种控制算法结合起来取长补短虽然弥补了各种控制策略的缺乏，但是同时增加
12、了系统设计的复杂性，形成了控制的高精度与系统的复杂性之间不可协调的矛盾。单周期控制是一种典型的实用非线性控制技术，其特点是，在一个开关周期，有效地抑制电源侧的扰动，既没有稳态误差，也没有暂态误差，无论是稳态还是暂态， 它都能保持受控量的平均值恰好等于或正比于给定值，在逆变电源中采用单周期控制技术，可以有效地克制传统电压反响控制中的缺陷，同时也不必考虑电流模式控制中的人为补偿。随着当代电气技术的逐步开展，一些控制技术和控制方法应运而生，种类繁多的控制方法面对目前高速开展的社会逐步遭到科技领域的延伸以致淘汰。目前需求的具备高精度、高稳定性、高速度与抗干扰能力的控制技术逐步浮出水面。就在20 世纪9
13、0 年代初，美国加州理工学院的K.M.Smedley 博士提出了一种大信号非线性控制理论方法单周期控制理论One Cycle Control，它是在开关放大器的PWM控制根底上开展起来的。 逆变电路的现状与开展随着各行各业控制技术的开展和对操作性能要求的提高，许多行业的用电设备都不是直接使用通用交流电网提供的交流电作为电能源，而是通过各种形式对其进展变换，从而得到各自所需的电能形式。它们的幅值、频率、稳定度及变化方式因用电设备的不同而不尽一样，如充电器、通信电源、电弧焊电源、电动机变频调速器、加热电源、化工电源、汽车电源、绿色照明电源、不连续电源、医用电源、航空、航海、铁路交通、生产线、实验室
14、等等，它们所使用的电能都是通过整流和逆变组合电路对原始电能进展变换后得到的。现代逆变技术就是研究现代逆变电路的理论和应用设计方法的一门科学。这门学科是建立在工业电子技术、半导体器件技术、现代控制技术、现代电力电子技术、半导体变流技术、脉宽调制PWM技术、磁性材料等学科根底之上的一门实用技术。逆变电源是一种采用开关方式的电能变换装置，它从交流或直流输入获得稳压稳频的交流输出。逆变电源技术是一门综合性的专业技术，它横跨电力、电子、微处理器及自动控制等多种学科领域，是目前电力电子产业和科研的热点之一。按照输出电压的相数分类，逆变电路可以分为单相逆变电路和三相逆变电路。三相逆变电路按照输出有无中线又可以分三相四线制逆变电路和三相三线制逆变电路。按
