电力电子技术与应用

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1、电力电子技术与应用第六讲变换器建模与控制东南大学电气工程学院2007年第六讲变换器建模与控制1概览¢数学建模与控制器设计的关系¢数学建模方法£平均法£小信号法¢控制器的设计£三相boost变换器的控制器设计¢无差拍控制¢电流解耦控制第六讲变换器建模与控制2第一讲1What’sDynamicModel?第六讲变换器建模与控制3RoleofDynamicModel第六讲变换器建模与控制4第一讲2RoleofDynamicModel第六讲变换器建模与控制5What’sController?¢变换器电路是系统的执行机构“四肢”¢控制器

2、是系统的指挥机构“大脑”第六讲变换器建模与控制6第一讲3ControllerDesignProcedure第六讲变换器建模与控制7Example-BuckConverterSystem系统的数学模型第六讲变换器建模与控制8第一讲4Example-BuckConverterSystem系统控制器的作用¢抑制输入电压扰动对输出电压的影响¢抑制负荷扰动对输出电压的影响¢提高输出的精度，而且使输出的精确不受电力电子系统中参数的漂移和变化的影响第六讲变换器建模与控制9What’sModeling?¢功率变换器建模-用数学的方法描述功率变

3、换器的动态过程的行为。¢建模所遵循的原则:在建立变换器的动态模型过程中应抓住主要矛盾，忽略次要因素，对模型进行适度的简化，使得简化模型能够直观地反映变换器的性能与参数之间的关系，便于实施控制系统的工程设计。¢建模的方法主要有两类：£平均模型法（大信号模型法）£小信号模型法第六讲变换器建模与控制10第一讲5GeneralizedStructureofPowerConverter开关网络是不连续以及非线性的第六讲变换器建模与控制11ModelingSwitchingNetwork¢开关网络建模原则£电压源或电容不能短路£电流源或电

4、感不能开路¢开关函数：第六讲变换器建模与控制12第一讲6ModelingSwitchingNetwork¢开关特性第六讲变换器建模与控制13Three-PhaseSwitchingNetworks¢三相开关网络之一取n点为参考地单刀双掷第六讲变换器建模与控制14第一讲7Three-PhaseSwitchingNetworks¢三相开关网络之二单刀三掷第六讲变换器建模与控制15DevelopmentofSwitchingModel¢三相Boost整流器或VSI第六讲变换器建模与控制16第一讲8DevelopmentofSwitc

5、hingModel¢三相Boost整流器或VSI第六讲变换器建模与控制17Line-to-lineCurrentandPhaseCurrent¢三相Boost整流器或VSI第六讲变换器建模与控制18第一讲9State-SpaceEquation¢三相Boost整流器状态空间方程（连续时间域）取n点为参考地第六讲变换器建模与控制19State-SpaceEquation¢三相Boost整流器状态空间方程（含开关函数）第六讲变换器建模与控制20第一讲10DevelopmentofAverageModel¢三相Boost整流器平均模

6、型第六讲变换器建模与控制21DevelopmentofAverageModel¢三相Boost整流器平均模型第六讲变换器建模与控制22第一讲11DevelopmentofVSIAverageModel¢三相VSI平均模型第六讲变换器建模与控制23CoordinatesTransformation¢坐标变换第六讲变换器建模与控制24第一讲12State-SpaceEquationsinabc&dq0Coordinates¢三相Boost整流器平均模型第六讲变换器建模与控制25EquivalentCircuitsindq0coor

7、dinates¢三相Boost整流器平均模型在dq0坐标下等效电路第六讲变换器建模与控制26第一讲130-Channel¢三相对称情况下可忽略零通道第六讲变换器建模与控制27EquivalentCircuitsindqcoordinates¢三相Boost整流器平均模型在dq坐标下等效电路第六讲变换器建模与控制28第一讲14State-SpaceEquationsinabc&dq0Coordinates¢三相VSI平均模型第六讲变换器建模与控制29EquivalentCircuitsindqCoordinates¢三相VSI平

8、均模型在dq坐标系下等效电路第六讲变换器建模与控制30第一讲15DevelopmentofSmallSignalModels¢小信号模型自治动力系统：等式右侧不显含时间泰勒级数展开和工作平衡点状态有关第六讲变换器建模与控制31DevelopmentofSmallSignalM