基于遗传算法(GA)的特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)技术存在易早熟、易收敛于局部最优解等问题,影响了开关角度解的精确度。为此,提出了基于改进遗传算法的3电平SHEPWM控制技术。该方法通过采用捕食策略遗传算法(PSGA)对3电平SHEPWM方程组进行求解,解决了传统数值算法对初值的依赖性、标准遗传算法易早熟等问题,同时该方法可拓展到更多电平的SHEPWM方程组求解中。以1/4周期3角度SHEPWM方程组为例,给出了各个调制度下的开关角度轨迹,同时给出了较高调制度下的另1组可行解。算例结果验证了该方法的正确性。 易收敛于局部解、ACOA的收敛速度慢等，因此在后续研究中应着重对算法进行改进。针对GA存在的问题，本文采用一种改进的遗传算法即捕食策略遗传算法(p)对3电平NPC逆变器的SHEPWM方程组进行了求解，使得开关角更快收敛于全局最优解，得出了调制度0~1.20范围内的角度轨迹消除脉宽调制技术-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港电动液压滚圆机滚弧机。同时在调制度较高时还给出了另一组可行解，对解的多样性进行了扩展。最后通过MATLAB/Simulink仿真及实验研究，验证了PSGA算法的正确性及可行性。13电平SHEPWM方程组的建立二极管中点箝位型逆变器如图1所示。图1中：Ud为直流侧电压；Cd1和Cd2为中点均压电容；DZ1和DZ2为箝位二极管；D1、D2、D3、D4为开关管反并联二极管，用来为反向电流提供通道，起保护作用。从图1中可以看出 本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.wanguanji138.com：逆变器的每个桥臂由4个开关器件S1、S2、S3、S4串联而成，其中每相邻的2个开关器件同时导通或关断，由此可以得到不同的开关状态组合和输出电压E、0、和E。图2为3电平单相输出相电压的SHEPWM模型示意图，具有1/4周期对称性。由于它满足Dirichlet定理，所以将它展开成Fourier级数的形式0中：A0为电压直流分量，在波形1/2奇对称时3)由于相电压波形关于1/2周期奇对称，1/4周期轴对称，因此只含有奇次正弦项谐波，则有∑为偶数为奇数(5)图1二极管中点箝位型3电平逆变器拓扑结构)分别为相、线电压的基波幅值；Uan(n)、Uab(n)分别为相、线电压的n次谐波幅值；Uan(n)/Uan(1)、Uab(n)/Uab(1)分别为相、线电压中n次谐波与基波幅值之比。从图6和图8中的仿真波形可见，相电压和线电压中的5次和7次谐波基本上都被消除掉了，由此可以验证本文提出的基于捕食策略的遗传算法求解3电平逆变器SHEPWM控制技术是正确可行的。同时也证明了轨迹中高调制度下的2组解都能满足消谐的要求，都是可行解。另外，2组解的总谐波畸变率和除5、7次以外的各次谐波与基波幅值之比是不同的，实际工程中可以根据不同的需求选取角度解。图中轨迹的不连续性与取点的个数(本文取200)不足有关，另外本文的误差范围设置为0.005％(在实际工程中可以忽略不计)，满足误差的值均认定为可行解，因此可能会出现极少数的偏离轨迹的解，不影响轨迹的趋势。为了研究2组解之间的差异，选取调制度0.80~1.20之间的1组数据，如表1所示。从表1中可以看出：随着调制度的增大，总谐波畸变率λTHD的值在减小，意味着输出电压越接近正弦波。解1得出的λTHD值普遍小于解2的λTHD值，在总谐波畸变率要求最小的情况下可以选择解1作为最佳解集；从解2的消谐情况来看，它满足误差要求，可以作为SHEPWM方程组的有效解，但是从输出波形来看不符合多电平逆变器输出电压波形的分布规律。因此在其他情况下可以将它作为参考解。图9m=0.90时第2组解的相、线电压仿真频谱Fig.消除脉宽调制技术-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港电动液压滚圆机滚弧机 本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.wanguanji138.com