基于滑模控制的三相电压型PWM整流器系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着对整流装置和整流技术的深入研究，人们认识到传统二极管不控整流以及晶闸管相控整流存在功率因数较低，交流侧输入电流畸变严重等缺点，由此产生的大量谐波及无功量给电网造成了严重的“污染”。应用pwm控制技术通过对整流电路的适当控制，可以令网侧输入电流和输入电压为同相位的正弦波，实现单位功率因素，并且得到可控的稳定直流电压输出，甚至使得网侧和直流侧能量可双向传输。pwm整流器的诸多优点使其在电力电子的各个领域得到了广泛应用，同时成为了热点研究课题。

传统二极管和晶闸管移相整流相比，三相电压型pwm整流器具有网侧电流正弦化、功率因数高、电能可双向传输等优点,符合“绿色能源”的要求，因而得到广泛应用"。目前普遍采用旋转坐标系下双环pi控制策略,pi调节器虽易实现,但pwm整流器的非线性特征难以满足动态响应快速、输入电流畸变小和单位功率因数的要求。滑模控制具有自适应性、动态响应快、稳定范围宽等优点,适合电力电子系统的开关控制

本课题研究的目的，是做出滑模控制三相电压型pwm整流器的仿真。因为三相电压型pwm整流器是一个强耦合、时变非线性系统，控制较为复杂,采用传统pi控制难以达到良好控制效果，所以在本设计中采用滑模变结构控制对电压型pwm整流器进行控制，并把整个系统看成一个整体，分别对电压和电流进行控制。滑模控制具有鲁棒性强和动态响应快的特点，另外这种控制算法较简单，比较容易实现。

2. 研究内容和预期目标

2.1主要研究内容

1.一些与本课题相关的背景， pwm整流器的学术研究内容和应用范围。pwm整流器的拓扑结构,运行原理，以及三相电压型pwm整流器的各种数学模型的建立过程。

2.滑模变结构控制的相关概念和基本原理，理解用滑模控制来分析系统问题的基本方法和步骤，分析这种控制方法的主要问题，并给出一些解决办法。选择滑模控制算法作为整流器系统控制策略的原因，电压滑模面计算公式，电流滑模控制律。3.基于滑模控制的三相电压型pwm整流器的实现方法，研究如何用matlab做到对其的仿真，通过仿真结果对比得出结果。

3. 研究的方法与步骤

本课题拟采用的研究方法：

（1）文献查阅法：

根据一定的研究目的或课题，进行文献查阅

4. 参考文献

[1]徐伟.高功率因数整流器的研究[d].天津:天津大学，2005[2]张崇巍，张兴.pwm整流器及其控制[m].北京:机械i.业出版社，2003[3]田俊祥.pwm整流器及其自接电流控制技术的研究[d].河南:河南理工大学，2007

[4]魏昊.基于白抗扰控制的pwm整流器的研究[d].广东:广东业大学2007[5]梁锦泽.兰相电压型pwm整流器及其控制策略研究[d].广尔:广东i业大学，2008[6]张悦基于fpga的pwm整流控制器研究[d]大津:天津理i大学，2008[6]王儒.三相可逆pwm变换器研究[d].南京:南京航空航天大学，2008[13]姚道如.变频器中pwm整流的研究[d]安徽:合肥i业大学，2007[14]伍旭鹏.三相电压型pwm整流器的研究[d]湖南:湖南大学，2009[7]王英等三相pwm整流器新型相位幅值控制数学模型及其控制策略[j].中国屯机工程学报，2003，23(1):85-89,[8]张兴，张崇巍pwm可逆变流器空间电压欠量控制技术的研究[d].中国电机1.程学报，2001(10):102-105[9]接峰，黄进.基于dsp的直接功率控制三相pwm整流器[j].机屯工程，2005，22(11)：28-30

[10] 韩啸一,邱瑞昌.基于空间矢量控制的pwm整流器建模与仿真[j].电测与仪表, 2010, 47(10):59-62.

5. 计划与进度安排

（1）2022.2.17—2022.3.03 查阅资料，撰写开题报告；

（2）2022.3.03—2022.4.07 熟悉三相电压型pwm整流器功能和组成；

（3）2022.4.07—2022.5.15 建立数学模型、研究拓扑结构；