基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的Buck三電平變換器的控制器的研究.pdf

1、近年來電力電子技術(shù)發(fā)展中提出的三電平變換器，由于其開關(guān)管的電壓應(yīng)力為輸入直流電壓的一半，非常適用于高輸入電壓、中大功率的應(yīng)用場合。部分三電平變換器在降低開關(guān)電壓應(yīng)力的同時，還大大減小了輸出濾波器的體積，因此提高了變換器的動態(tài)特性。正是由于三電平變換器具有諸多優(yōu)點，其研究成為電力電子技術(shù)中的一個熱點，引起了廣泛關(guān)注。隨著對功率變換器的動態(tài)特性和穩(wěn)定性要求的日益提高，在優(yōu)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的同時，人們嘗試將現(xiàn)代控制技術(shù)引入功率變換器的控制系統(tǒng)設(shè)計之

2、中。
　　 由于Buck TL變換器具有強非線性、時變的特點，傳統(tǒng)PID控制器并不太適合作為Buck TL變換器的控制器。模糊控制系統(tǒng)的魯棒性，很適合控制Buck TL變換器，但是它也存在一些不足，其主要缺點是缺乏分析和設(shè)計控制系統(tǒng)的系統(tǒng)方法，必須對其改進(jìn)。
　　 本文提出將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器引入三電平變換器，用以改善系統(tǒng)的性能。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的本質(zhì)仍是模糊控制，但它具有直接從樣本數(shù)據(jù)中提取模糊規(guī)則的能力，它可以通過樣

3、本數(shù)據(jù)自動產(chǎn)生和優(yōu)化模糊規(guī)則，克服了一般模糊控制器的缺點。
　　 首先，本文在研究了Buck TL變換器系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)后，為Buck TL變換器建立了數(shù)學(xué)模型。因為三電平變換器中開關(guān)管數(shù)目多，工作模態(tài)復(fù)雜的特點，本文引入脈沖波形積分法對三電平變換器進(jìn)行統(tǒng)一建模。實驗結(jié)果表明，脈沖波形積分法是一種對三電平變換器進(jìn)行統(tǒng)一建模的有效工具。
　　 為了設(shè)計模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，本文利用仿真實驗研究了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一些特性，得出了一

4、些結(jié)論。
　　 在Buck TL變換器數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，本文為Buck TL變換器分別設(shè)計了傳統(tǒng)PID控制器、模糊控制器、帶有積分因子的模糊控制器以及模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器。為了驗證控制器的實際可行性，本文利用MATLAB中的PowerSystem工具箱搭建了Buck TL變換器控制仿真系統(tǒng)，并通過仿真實驗分別研究了這三種控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性、動態(tài)特性、及抗干擾特性。仿真實驗結(jié)果表明模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器比PID控制器和模糊控制器具有更好