《電力電子系統非線性分析與控制方法研究》是依託華南理工大學，由張波擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：電力電子系統非線性分析與控制方法研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：張波
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著大容量、新能源、特殊環境電能變換髮展的需要，實際套用中出現了不少常規電力電子系統未曾遇到的現象和問題，無法套用現有電力電子技術較好地解釋和解決。為此，進一步探索和發展電力電子系統分析和控制方法成為現階段一個十分迫切的課題。本課題將基於電力電子系統開關非線性系統的特點，套用開關切換系統理論提出一種電力電子系統的基本建模方法；由此根據系統科學理論，發展電力電子系統能控性、能觀性、能達性、穩定性的研究體系，進一步探討電力電子系統基本特性和參數計算方法；在深化對電力電子系統控制特性和非線性特性認識的基礎上，發展新型的電力電子系統非線性控制方法，以期使非線性控制成為電力電子系統一種重要、實用、高性能的控制策略。.本課題的創新之處在於將電力電子系統從一個新的非線性理論- - -開關切換系統理論的框架上來重新審視，並利用系統科學分析方法來構建其基礎理論和提出控制方法，使電力電子系統性能得到進一步提升。
結題摘要
隨著大容量、新能源、特殊環境電能變換技術的發展，現有電力電子系統分析理論與控制方法已無法滿足實際的需要，為此，探索電力電子系統非線性分析和控制方法成為現階段一個十分迫切的課題。本項目套用切換系統理論，從非線性建模、控制特性、非線性控制研究，以及非線性分析及套用兩方面對電力電子系統進行了較為系統的研究，取得了以下研究成果：（1）在深入分析狀態空間平均法理論基礎及非線性特性基礎上，提出了電力電子系統切換系統模型、混合邏輯模型、雙狀態切換模型、矩陣係數多項式插值模型、結構功能模型 5種建模方法。（2）提出了電力電子變換器的能控性、能觀性、能達性判據，由此分析了DC-DC變換器、三相逆變器的控制特性，建立了單周期控制的理論基礎，並基於能控性原理提出了三相四線逆變器的3矢量PWM策略。（3）提出了電力電子系統最小投影法切換律控制策略，該切換律對Buck 、Boost DC-DC變換器、DC-AC變換器和AC-DC變換器具有全局穩定性，且控制算法簡單、魯棒性好、收斂快和動態回響高。（4）探討了DC-DC變換器倍周期分岔的普適常數、標度不變性及譜結構；建立了變換器混沌特徵的模組熵及L-Z複雜度描述方法，以及混沌PWM頻譜的小波分析方法；分析了H橋直流斬波器和H橋逆變器的周期穩定性與混沌現象；提出了變換器的混沌PWM抑制EMI原理及技術。（5）對晶閘管分岔及混沌現象及機理進行了深入的探討，提出了一種融合擴展延遲反饋控制法和相空間壓縮的控制方法；對永磁同步電動機v/f控制系統穩定性分析和混沌控制、時滯反饋電流控制系統混沌行為、多電機運行系統穩定性、同步發電機雙機系統隨機噪聲下的非線性安全域、變頻調速逆變器SHEPWM非線性多解性開展了研究；（6）開展了電力電子系統對複雜電網級聯故障的非線性影響、與電網非線性多解性的相互影響、含電力電子系統電網的神經網路非線性特性的研究；（7）提出了基於群論DC-DC變換器級聯特性分析方法，以及電力電子系統無功功率計算方法；探討了基於電力電子變換器潛在電路研究，從結構穩定性提出變換器動態拓撲的概念；利用複雜網路理論研究DC-DC變換器的脆弱性和新型拓撲的構造方法。本項目已發表SCI源刊論文35篇；在國際著名出版社Wiley-IEEE Press出版專著2部；獲得授權發明專利3件；獲得省部級科技發明獎3項。
