基于Walsh函数多电平逆变器多波段SHEPWM控制技术研究

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。