低谐波峰值载波斜率随机分布脉宽调制技术研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51807199
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0706.电力电子学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Generally, the pulse width modulation has a wide range of application in electronic and electric fields. Since the carrier frequency in the traditional PWM is fixed, one of the most serious problems researchers center on is the harmonics accumulated at the fixed carrier frequency and its multiples, which will cause a series of problems, such as electromagnetic interference, harsh noise, and mechanical vibration. Random pulse width modulation has a unique superiority in expanding the harmonic spectrum aroused by traditional fixed carrier frequency pulse width modulation without changing the circuit. However, there is few suitable mathematical model for the theoretical analysis of the output voltage's harmonic since the Fourier transformation of the random function does not exist. What’s more, there is not a clear standard for the choosing of random factor to the effects research of random pulse width modulation because of the diversity of the random strategy. Aiming at the problems of random pulse width modulation aforementioned, random pulse width modulation modeling and theoretical analysis,the influence of random factors on the random pulse width modulation and its selection method, the engineering application of the random pulse width modulation are of great signification. Hence,this paper has made a fairly thorough study about mentioned above. And reasonableness of the method is verified by engineering example. The study of this project can provide a theoretical foundation for the selection of random function and the design of random parameters. Reducing electromagnetic interference, mechanical vibration and noise are also attributed to the research above.
脉宽调制技术已经广泛应用于电力电子领域,但开关频率及其倍频附近的谐波峰值会引起不期望的电磁干扰和振动噪声,随机脉宽调制技术可在不改变电路拓扑的情况下分散谐波,为解决这一问题提供了新的思路。但由于随机函数的傅里叶变换不存在,鲜有合适的数学模型可对其谐波频域分布进行深入分析;同时,现有“随机”策略多样,没有明确的标准对“随机变量”进行选择,缺乏“随机变量”对随机脉宽调制技术性能的定量分析。针对上述问题,从随机载波的概率统计参数出发,拟提出一种载波斜率随机分布脉宽调制技术,在随机脉宽调制建模和理论分析、随机变量对谐波分布影响及其选择方法、以谐波特征量为目标函数的最优随机载波序列选取等几个方面进行深入研究,并结合工程验证,为随机脉宽调制技术中随机函数的选取与随机变量的设计奠定理论基础,同时,研究成果可为随机脉宽调制技术在减少电磁干扰和降低振动噪声等方面的研究和应用提供理论依据。

结项摘要

为了解决传统脉宽调制谐波在开关频率及其倍频附近的高频电磁干扰和振动噪声问题,提出了一种载波斜率随机分布脉宽调制技术;分别在载波斜率随机分布脉宽调制技术建模和理论分析、随机变量对输出电压谐波影响及随机载波序列的选择方法、概率统计参数可控的随机载波序列实现等几个方面进行了研究。在随机脉宽调制建模方面,提出了载波斜率随机分布脉宽调制模型,推导了该模型下谐波的自相关函数和功率谱函数,给出了谐波功率谱的3dB/6dB带宽近似表达式,完善了谐波的频域理论分析。在随机载波序列的分布类型影响研究方面,证明了谐波分散程度与随机载波的分布类型无关,影响其分布的关键变量是随机变化的相位差值,并且,当随机载波序列服从正态分布、拉普拉斯分布和均匀分布等典型随机分布时,随机变化的相位差值都服从正态分布。在随机载波序列的概率统计参数影响对谐波分布的研究中,重点研究了随机载波序列的均值、方差等主要概率统计参数,同时给出了随机载波序列概率统计参数的选择方法。引入遗传算法,提出了基于遗传算法的最优随机载波序列选择方法,实现了单次谐波频谱幅值最小的载波斜率随机分布脉宽调制技术。该方法可根据最大单次谐波幅值的限制值生成随机分布类型、均值、方差等概率统计参数可控的载波序列。最后,构建了载波斜率随机分布脉宽调制的实验平台,并对项目的理论方法进行了验证,实现了载波斜率随机分布脉宽调制技术的工程应用。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
A safe commutation strategy based on LRCD snubber circuit for five‐level active neutral point clamped inverter
基于LRCD缓冲电路的五电平有源中性点钳位逆变器安全换流策略
  • DOI:
    10.1049/pel2.12008
  • 发表时间:
    2021-01
  • 期刊:
    IET Power Electronics
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Ye Weiwei;Nie Ziling;Zhu Junjie;Xu Jie
  • 通讯作者:
    Xu Jie
基于充电电压片段和核岭回归的锂离子电池SOH估计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国电机工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    樊亚翔;肖飞;许杰;杨国润;唐欣
  • 通讯作者:
    唐欣
基于IGBT行为模型的有源中点钳位五电平变换器损耗特性分析
  • DOI:
    10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.l90104
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    电工技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶伟伟;聂子玲;朱俊杰;许杰
  • 通讯作者:
    许杰
电能变换领域中随机脉宽调制技术研究概况及展望
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    电机与控制应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    董雨莳;许杰;聂子玲;刘洋;朱俊杰
  • 通讯作者:
    朱俊杰
Capacitor voltage feedforward decoupling control based on third harmonic injection modulation for five-level active neutral point clamped converter
五电平有源中性点钳位变换器基于三次谐波注入调制的电容电压前馈解耦控制
  • DOI:
    10.1007/s43236-020-00136-1
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    Journal of Power Electronics
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    Nie Ziling;Ye Weiwei;Zhu Junjie;Xu Jie
  • 通讯作者:
    Xu Jie

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其他文献

城市立体交通系统中污染物传播特性数值模拟
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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