基于Walsh函数多电平逆变器多波段SHEPWM控制技术研究

多电平变流器以其具有的高功率因数、低谐波、低电磁干扰和易模块化设计等优点，在工业中得到了广泛应用。本项目以多电平逆变器为研究对象，提出了一种基于Walsh函数可拓宽多电平逆变器调制度的新型多波段统一SHEPWM控制技术。该技术能够解决多电平逆变器SHEPWM控制时调制度受到一定限制及求解SHEPWM非线性方程组比较困难这两个难题。拟建立对于任意多电平，调制度从0到1之间任意变化，都能得出其正确开关角度的统一SHEPWM数学模型。然后利用Walsh函数对该数学模型进行变换，把对非线性方程组求解的难题转换为对分段线性方程组的求解问题。使得对多电平逆变器SHEPWM的开关角度实施在线计算及实时控制成为可能。该项目还拟利用神经元网络遗传算法对多波段数学模型在各个波段切换处的开关角度数据进行拟合。以增加切换处开关角度冗余，提高各波段切换临界调制度附近的多电平逆变器运行性能。最后构建实验平台进行验证。

多电平逆变器以其具有的高功率因数、低谐波、低电磁干扰和易模块化设计等优点，在工业中得到了广泛应用。本项目以多电平逆变器为研究对象，提出了一种基于Walsh函数可拓宽多电平逆变器调制度的新型多波段统一SHEPWM控制技术。建立了对于任意多电平逆变器，调制度从0到1之间变化，都能得出其正确开关角度的统一SHEPWM数学模型。然后利用Walsh函数对该数学模型进行变换，把对非线性方程组求解的难题转换为对分段线性方程组的求解问题。该技术能够同时解决多电平逆变器SHEPWM控制时调制度受到一定限制及求解SHEPWM非线性方程组比较困难这两个难题。使得对多电平逆变器SHEPWM的开关角度实施在线计算及实时控制成为可能。.针对于传统数值算法在求解SHEPWM非线性方程组时存在的一些问题，本项目还创新性的引入了遗传算法。相对于传统数值算法依赖于初值选取的缺点，遗传算法不需要任何初值的给定，并且有很好的搜索性和收敛性。但是遗传算法也存在着早熟和进化速度慢的特点，本项目分别对其进行了改进，创新性地提出了改进遗传算法PSGA和MPGA算法对多电平逆变器SHEPWM非线性方程组进行优化求解，既克服了数值算法对开关角度初值的依赖性较高，又克服了传统遗传算法易早熟和进化速度慢的问题。.本项目通过分析计算给出了Walsh域下各波段的分段线性方程，绘制了各种情况下的开关角度轨迹，并对解的分布及多解性进行了分析讨论，最后通过仿真和实验结果验证了本项目所提出的理论是正确可行的。本项目所提出的方法具有较强的普遍性，可以使用与各种SHEPWM控制，具有一定的理论意义及实用价值。