基于滑模变结构控制的逆变器设计与实现

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1、分类号：TM464单位代码：10190研究生学号：201503022密级：公开硕士学位论文杨洋2018年6月基于滑模变结构控制的逆变器设计与实现DesignandDevelopmentofInverterBasedonSlidingModeVariableStructureControl硕士研究生：杨洋导师：贾文超教授申请学位：工学硕士学科:电气工程所在单位：电气与电子工程学院答辩日期:2018年6月授予学位单位:长春工业大学摘要摘要现代的逆变技术愈发彰显着不可或缺的作用，各行各业通过逆变技术将电能进行转换以得到可以满足对要求的

2、交流电能，因此在不间断电源领域、分布式储能系统和以直流源为电源的交流系统中都被广泛应用。本论文以三相可控逆变器为研究对象，主要完成以下研究：（1）在分析逆变器拓扑及工作原理的基础上，采用基尔霍夫电压和电流定理建立了三相逆变器的数学模型，在坐标变换理论的基础上，对数学模型进行了变换，得到不同坐标系下的数学模型。（2）研究了空间矢量（SVPWM）的脉宽调制技术，分析了SVPWM波形的生成原理并进行了合成。（3）对滑模变结构控制进行了理论研究，设计了控制器。（4）设计了三相逆变器的硬件电路。采用了TMS320F2812为主控芯片，设计

3、的硬件电路主要有：主电路的设计、功率开关管的选型、驱动电路、保护电路和电压电流采样电路的设计。（5）设计了三相逆变器的软件程序。应用DSP配套软件CCS3.3编程环境对系统程序进行设计。设计的软件程序主要有：主程序、初始化程序、中断服务程序、采样子程序、SVPWM波生成子程序。（6）利用MATLAB仿真软件中的Simulink元件库，搭建三相逆变器的仿真模型。针对三相逆变器仿真模型进行了开环实验和闭环实验，验证了滑模变结构控制在逆变上应用的可行性和设计参数选取指标的的正确性。（7）搭建了三相逆变器的实验平台，基于SVPWM的调制

4、波分别进行了开环实验和闭环实验，进一步验证了滑模变结构控制在逆变上应用的可行性。大量的实验和仿真数据表明，滑模变结构控制的逆变器可以降低输出电压的谐波率，从而验证了滑模变结构控制在逆变器上应用的可行性。关键词：三相逆变器SVPWM坐标变换滑模变结构IAbstractAbstractModerninvertertechnologyhasbecomeincreasinglyindispensable,andallindustriesandindustriesareconvertingenergythroughinvertertech

5、nologytoobtainACpowerthatcanmeettherequirements.Therefore,inthefieldofuninterruptiblepowersupplies,distributedenergystoragesystemsandDCsourcesarewidelyusedinpowersupplyACsystems.Thispapertakesathree-phasecontrollableinverterastheresearchobjectandmainlycompletesthefol

6、lowingresearches:(1)Basedontheanalysisofinvertertopologyandworkingprinciple,amathematicalmodelofthree-phaseinverterwasestablishedusingKirchhoffvoltageandcurrenttheorem.Basedonthecoordinatetransformationtheory,themathematicalmodelwastransformed.Getmathematicalmodelsin

7、differentcoordinatesystems.(2)Thepulsewidthmodulationtechnologyofspacevector(SVPWM)isstudied,andtheprincipleofSVPWMwaveformgenerationisanalyzedandsynthesized.(3)Theoreticalstudyofvariablestructurecontrolofsynovialmembraneanddesignofcontroller.(4)Thehardwarecircuitoft

8、hethree-phaseinverterwasdesigned.TheTMS320F2812isusedasthemaincontrolchip.Thedesignedhardwarecircuitsmainlyincludethedesignofthemai