電力電子變換器的建模和控制

《電力電子變換器的建模和控制》是2017年8月機械工業出版社出版的圖書，作者是Seddik、Bacha、Iulian、Munteanu、Antoneta。

基本介紹

• 中文名：電力電子變換器的建模和控制
• 作者：Seddik、Bacha、Iulian、Munteanu、Antoneta
• 出版時間：2017年8月
• 出版社：機械工業出版社
• 頁數：362 頁
• ISBN：9787111569152
• 定價：99 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝

內容簡介

《電力電子變換器的建模和控制》內容立足於電力電子、控制系統和信號處理的學科交叉，覆蓋部分工業電子領域。《電力電子變換器的建模和控制》分為兩部分：1、電力電子變換器建模，涵蓋電力電子變換器建模的主要主題，包括開關模型、典型和通用平均模型及降階模型；2、電力電子變換器控制，探討電力電子變換器控制方法，涵蓋線性和非線性控制方法。書中關於每個問題都將理論和實踐相結合，並給出直觀的案例。書中案例研究問題源於工程實際，並給出完整的求解過程。《電力電子變換器的建模和控制》套用MATLAB®- Simulink ®軟體，給出了必要的仿真和註解，以便讀者深刻理解控制結構運行的要點。

《電力電子變換器的建模和控制》可作為電力電子領域碩士研究生教材使用，也可供從事電力電子技術領域研究工作的研究者和專業人士參考。

圖書目錄

目錄

譯者序

原書序一

原書序二

原書前言

第1章簡介1

1.1電力系統中電力電子變換器的功能和目標1

1.2電力電子變換器建模、仿真和控制需求分析2

1.3本書內容的涉及範圍和結構3

參考文獻3

第一部分電力電子變換器建模

第2章電力電子變換器建模簡介5

2.1模型5

2.1.1什麼是模型5

2.1.2建模的範圍5

2.2模型的類型6

2.2.1開關模型8

2.2.2採樣數據模型9

2.2.3平均模型10

2.2.4大信號和小信號模型10

2.2.5行為模型13

2.2.6示例14

2.3模型套用16

2.3.1各種模型之間的聯繫16

2.3.2建模和控制之間的聯繫16

2.3.3模型的其他可能用途16

2.4本章小結18

參考文獻18

第3章開關模型19

3.1數學建模19

3.1.1通用數學框架19

3.1.2雙線性形式21

3.2建模方法21

3.2.1基本假定：狀態變數21

3.2.2通用算法22

3.2.3示例23

3.3案例研究：三相電壓源型整流器29

3.4本章小結36

思考題36

參考文獻41

第4章經典平均模型42

4.1本章簡介42

4.2定義和基礎知識43

4.2.1滑動平均43

4.2.2狀態變數平均44

4.2.3開關周期平均44

4.2.4電力電子電路平均化完整過程44

4.3平均方法45

4.3.1圖形法45

4.3.2解析法46

4.4平均化誤差分析47

4.4.1精確採樣數據模型47

4.4.2精確採樣模型和精確平均模型之間的聯繫49

4.5小信號平均模型51

4.5.1連續小信號平均模型51

4.5.2採樣數據小信號模型52

4.5.3示例52

4.6案例研究：buck-boost變換器54

4.7平均模型的優點和局限性63

思考題63

參考文獻75

第5章通用平均模型77

5.1本章簡介77

5.2原理78

5.2.1基礎知識78

5.2.2與一階分量模型的聯繫79

5.2.3與經典平均模型的聯繫80

5.3示例80

5.3.1狀態變數實例81

5.3.2無源電路實例81

5.3.3耦合電路實例81

5.3.4開關函式83

5.4平均方法84

5.4.1解析法84

5.4.2圖形法85

5.5通用平均模型和實際波形之間的聯繫86

5.5.1從通用平均模型中提取時變信號86

5.5.2從時變信號中提取通用平均模型87

5.6採用通用平均模型表示交流變數中有功和無功分量89

5.7案例研究92

5.7.1感應加熱電流源型逆變器92

5.7.2串聯諧振變換器96

5.7.3通用平均模型的局限性：示例98

5.7.4PWM變換器100

5.8本章小結110

思考題110

附錄115

參考文獻116

第6章降階平均模型118

6.1本章簡介118

6.2原理119

6.3通用方法120

6.3.1交流變數示例：感應加熱電流源型逆變器121

6.3.2斷續導通模式示例：buck-boost變換器124

6.4案例研究127

6.4.1晶閘管控制電抗器建模127

6.4.2DC-DCboost變換器工作在斷續導通模式129

6.5本章小結134

思考題134

參考文獻138

第二部分電力電子變換器控制

第7章電力電子變換器通用控制理論140

7.1電力電子變換器控制目標140

7.2電力電子變換器特殊的控制問題142

7.3不同控制方法144

7.4本章小結145

參考文獻146

第8章DC-DC功率變換器線性控制方法147

8.1線性化平均模型，控制目標和相關的設計方法147

8.2直接輸出控制148

8.2.1假設和算法設計148

8.2.2buck-boost變換器示例150

8.3間接輸出控制：雙環級聯控制結構153

8.3.1假設和算法設計154

8.3.2雙向DC-DC變換器示例157

8.3.3帶有非最小相位行為的DC-DC變換器雙環級聯控制結構160

8.4通過極點配置調整系統動態的變換器控制方法164

8.4.1假設和算法設計164

8.4.2buck變換器示例167

8.5數字控制問題169

8.5.1數字控制方法設計169

8.5.2光伏套用中boostDC-DC變換器獲取數字控制律示例171

8.6案例研究173

8.6.1用超前－滯後控制實現的boost變換器輸出電壓直接控制173

8.6.2通過極點配置實現的boost變換器輸出電壓直接控制177

8.7本章小結182

思考題183

參考文獻188

第9章DC-AC和AC-DC功率變換器線性控制方法190

9.1背景190

9.2旋轉dq坐標下控制方法191

9.2.1單相併網逆變器示例195

9.3諧振控制器199

9.3.1諧振控制的必要性199

9.3.2比例諧振控制的基礎200

9.3.3設計方法204

9.3.4具體實現時的若干問題209

9.3.5複合

作者簡介

Seddik Bacha是法國格勒諾布爾約瑟夫·傅立葉大學的教授，並且積極地在格勒諾布爾電氣工程實驗室（G2Elab）的電力系統課題組開展研究。他在2001～2012年間擔任課題組組長。自1990年以來，他研究和教學的領域是電力電子結構的建模和非線性控制，取得不同程度的進展之後，現階段他的研究重點為電力電子控制、可再生能源併網和電網能量最佳化[電動汽車入網技術（V2G）、智慧型家居等]。他在格勒諾布爾約瑟夫·傅立葉大學和格勒諾布爾理工學院教授的課程中，“電力電子結構”是本科生課程，“電力電子系統建模”和“電力電子系統控制”是電氣工程研究生課程。除了擔任科研項目負責人之外，Bacha教授作為合作者擁有3項專利，參加了17本書部分章節的編寫，發表了200多篇期刊論文和高水平國際會議論文。

Iulian Munteanu在1996年於羅馬尼亞多瑙河下游大學取得了套用電子學士學位，在1997年於法國勒阿弗爾大學取得了儀器測量與控制碩士學位，在2006年於羅馬尼亞多瑙河下游大學取得了自動化控制博士學位。從1998年到2011年，他在多瑙河下游大學電子和通信系工作。從2000年開始，在法國格勒諾布爾電氣工程實驗室，以Daniel Roye和Seddik Bacha作為導師，他進行了博士和博士後的研究，主要方向為用於可再生能源轉換的電力電子系統。這期間他作為合著者編寫了2本書，獲得了1項專利，參加了1本書部分章節的編寫，發表了7份研究報告以及40多篇期刊論文和高水平國際會議論文。現階段，Iulian Munteanu 作為博士後研究員在法國格勒諾布爾圖像、語音、信號與自動化控制實驗室（GIPSA-lab）的控制系統課題組工作。他的研究方向為電力電子變換器控制以及可再生能源轉換系統控制。

Antoneta Iuliana Bratcu在1996年於羅馬尼亞多瑙河下游大學取得了電氣工程碩士學位，在2001年於法國弗朗什-孔泰大學取得了自動化控制與計算機工程博士學位。在1995～2011年，她在多瑙河下游大學工作。2002～2005年，她分別在法國特魯瓦技術大學和聖太田國立高等礦業學校完成了兩項博士後研究。在2007年12月至2009年12月，她作為格勒諾布爾電氣工程實驗室的博士後研究員在Seddik Bacha教授領導的課題組工作。她作為合著者編寫了3本書，獲得了1項專利，發表了5份研究報告以及60多篇期刊論文和高水平國際會議論文。現階段她是格勒諾布爾理工學院的副教授，並且與GIPSA-lab展開合作。她的研究方向為用於能量轉換系統的連續和斷續最佳化控制。