电压型PWM整流器的非线性控制（第2版） 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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编辑推荐

适读人群 ：电力电子系统及控制、非线性控制理论应用的科研和工程技术人员

　　王久和教授在电压型PWM整流器的非线性控制研究中有独特的成果，发表多篇论文，电力电子新技术系列图书编委会全力推荐！

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内容简介

　　《电压型PWM整流器的非线性控制（第2版）》分为6章。第1章介绍了电压型PWM整流器的拓扑结构及分类、非线性控制研究现状及趋势和性能指标；第2章论述了三相三线两电平（三电平）电压型PWM整流器及Vienna整流器的拓扑结构、工作原理、基本数学模型及PWM算法；第3章论述了瞬时功率计算方法、三相三线两电平（三电平）电压型PWM整流器各种直接功率控制策略；第4章首先论述了状态反馈线性化、零动态设计及输入输出反馈线性化理论，随后论述了反馈线性化理论在三相三线两电平（三电平）电压型PWM整流器及Vienna整流器控制中的应用；第5章首先论述了无源控制理论，随后论述了无源控制理论在三相三线（四线）两电平（三电平）电压型PWM整流器及Vienna整流器控制中的应用；第6章首先介绍了自抗扰控制技术，随后论述了自抗扰控制技术在电网平衡与不平衡电压型PWM整流器控制中的应用。

　　《电压型PWM整流器的非线性控制（第2版）》可供高等院校研究生、教师参考，亦可供从事电力电子系统及控制、非线性控制理论应用的科研和工程技术人员参考。

作者简介

　　王久和，工学学博士，教授，电气工程一级学科负责人，电力电子技术研究所所长，研究生院常务副院长。北京交通大学兼职教授，博士生导师。北京市教学名师，北京市人才强教计划创新拔尖人才、学术创新团队负责人，国家煤炭工业百千万拔尖人才。30余年一直从事电力电子技术、电子信息、非线性控制等专业课程教学与科研工作，主持和参加省部级以上科研项目等30余项，在国内外学术期刊及IEEE支持的学术会议上发表学术论文100余篇，出版各类教科书及学术专著14部。

目录

电力电子新技术系列图书序言
前言
第1章概论1
1.1电压型PWM整流器拓扑结构及分类
1.1.1电压型PWM整流器基本拓扑结构
1.1.2电压型PWM整流器分类
1.2电压型PWM整流器非线性控制研究现状及趋势
1.2.1电压型PWM整流器非线性控制研究现状
1.2.2电压型PWM整流器非线性控制研究趋势
1.3电压型PWM整流器的性能要求
1.3.1对整流器的控制要求
1.3.2电压型PWM整流器电气性能指标
第2章电压型PWM整流器的工作原理
2.1三相三线两电平电压型PWM整流器的工作原理
2.1.1三相三线两电平电压型PWM整流器主电路
2.1.2三相三线两电平电压型PWM整流器工作过程
2.1.3三相三线两电平电压型PWM整流器基本数学模型
2.1.4三相三线两电平电压型PWM整流器SVPWM算法
2.2Vienna整流器工作原理
2.2.1Vienna整流器主电路
2.2.2Vienna整流器工作过程
2.2.3Vienna整流器的SVPWM算法
2.3三相三电平NPC电压型PWM整流器工作原理
2.3.1三相三线三电平电压型PWM整流器主电路
2.3.2三相三电平电压型PWM整流器工作过程
2.3.3三相三电平电压型PWM整流器基本数学模型
2.3.4三相三电平电压型PWM整流器SVPWM算法
第3章电压型PWM整流器直接功率控制
3.1瞬时功率
3.1.1传统功率计算
3.1.2瞬时功率计算
3.2三相三线两电平电压型PWM整流器直接功率控制
3.2.1三相三线两电平电压型PWM整流器电压定向直接功率控制
3.2.2虚拟磁链定向的三相三线电压型PWM整流器直接功率控制
3.2.3基于输出调节子空间的三相三线电压型PWM整流器直接功率控制
3.2.4设置多开关表的三相三线电压型PWM整流器直接功率控制
3.2.5功率前馈解耦的三相三线电压型PWM整流器直接功率控制
3.2.6功率内环和电压平方外环的三相三线电压型PWM整流器控制
3.3三相三线三电平电压型PWM整流器直接功率控制
3.3.1三相三线三电平电压型PWM整流器功率数学模型
3.3.2三相三线三电平电压型PWM整流器电压定向直接功率控制
3.3.3基于虚拟磁链的三相三线三电平电压型PWM整流器直接功率控制
第4章电压型PWM整流器反馈线性化控制
4.1反馈线性化控制理论
4.1.1数学预备知识
4.1.2状态反馈线性化理论
4.1.3零动态设计
4.1.4输入输出反馈线性化理论
4.2三相三线两电平电压型PWM整流器反馈线性化控制
4.2.1三相三线两电平电压型PWM整流器状态反馈线性化控制
4.2.2三相三线两电平电压型PWM整流器输入/输出反馈线性化控制
4.3三相三线三电平NPC电压型PWM整流器反馈线性化控制
4.3.1三相三线三电平NPC电压型PWM整流器输入/输出反馈线性化控制
4.3.2三相四线三电平NPC电压型PWM整流器输入/输出反馈线性化控制器
4.4Vienna整流器反馈线性化控制
4.4.1Vienna整流器的数学模型
4.4.2Vienna整流器反馈线性化控制
第5章电压型PWM整流器无源控制
5.1无源控制理论简介
5.1.1稳定性概念
5.1.2系统的无源性
5.1.3基于EL方程的系统无源控制器
5.1.4基于PCHD方程的系统无源控制器
5.2三相三线两电平电压型PWM整流器无源控制
5.2.1基于EL模型的三相三线两电平电压型PWM整流器无源控制
5.2.2基于PCHD模型的三相三线两电平电压型PWM整流器无源控制
5.3三相四线两电平电压型PWM整流器无源控制
5.3.1三相四线两电平电压型PWM整流器基本数学模型
5.3.2基于EL模型的三相四线两电平电压型PWM整流器无源控制
5.3.3基于PCHD模型的三相四线两电平电压型PWM整流器无源控制
5.4电网不平衡时三相两电平电压型PWM整流器无源控制
5.4.1基于EL模型的电压型PWM整流器无源控制
5.4.2基于PCHD模型的电压型PWM整流器无源控制
5.5三相三电平NPC电压型PWM整流器无源控制
5.5.1三相三线三电平电压型PWM整流器无源控制
5.5.2三相四线三电平电压型PWM整流器无源控制
5.6Vienna整流器无源控制
5.6.1双负载Vienna整流器数学模型
5.6.2双负载Vienna整流器无源控制
第6章基于自抗扰控制的电压型PWM整流器
6.1自抗扰控制技术简介
6.1.1自抗扰控制器
6.1.2非线性PID控制器
6.2基于ADRC的电压型PWM整流器
6.2.1基于ADRC电网平衡时电压型PWM整流器
6.2.2基于ADRC电网不平衡时电压型PWM整流器
6.2.3基于非线性PID的电压型PWM整流器
参考文献

前言/序言

　　电压型PWM整流器在工业中的应用越来越广泛，如PWM整流电源、高频开关电源以及各种特种变流器等。随着现代工业的进步，对电压型PWM整流器性能提出了更高的要求。决定电压型PWM整流器性能的因素包括：开关器件、拓扑结构、PWM算法及控制策略。开关器件及拓扑结构属于电压型PWM整流器硬件范畴，PWM算法及控制策略属于软件范畴。因此，在开关器件及拓扑结构一定的情况下，PWM算法及控制策略决定了电压型PWM整流器的波形质量、工作效率及稳态与动态性能。　　从运行角度看，工业上更注意电压型PWM整流器的稳态与动态性能指标。因此，电压型PWM整流器的控制策略研究是提高性能指标的重要途径。　　电压型PWM整流器控制策略传统上采用基于线性模型的PI控制器，控制结构为多环级联结构。由于PI控制器难于保证电压型PWM整流器具有优秀的动态性能以及大范围工作的稳定性。为此，针对电压型PWM整流器的非线性特点，国内外学者采用非线性控制理论研究电压型PWM整流器的控制问题，期待提高变换器的性能，如反馈线性化、无源控制理论、自抗扰控制技术等；同时进行了整流器直接功率控制研究，取得了一定成果。　　对于整流器直接功率控制，估算的瞬时功率值不仅有基波分量，也有谐波分量，提高了总功率因数和效率，有功和无功功率得到了精确控制，其误差由功率滞回比较器的滞宽决定。但由于采用功率滞回比较器，导致开关频率不确定，对交流侧电感滤波器设计不利。基于反馈线性化控制的控制器设计方法的目标是利用非线性控制律，将非线性系统转换成线性系统，再由线性理论设计控制器，从而提高系统的动、静性能。其不足是控制器会存在奇异性，对参数的依赖性大，且控制律复杂。无源控制理论是从系统的能量入手，设计的无源控制律可使能量函数按期望的能量函数分布，从而达到控制目的。利用无源控制理论设计的系统控制器可实现系统的全局稳定性，无奇异点问题，对系统参数变化及外来摄动有较强的鲁棒性，是一种本质上的非线性控制理论。自抗扰控制器的技术核心是把系统的未建模动态和未知外扰作用都归结为对系统的“总扰动”而进行评估并给予补偿。其不足是要得到一组满意的非线性函数及相应的参数难度大，同时计算量大，导致控制周期变长，实时性差。　　对于整流器直接功率控制中的开关频率变化问题，可采用PWM或变滞环宽度的方法予以解决。反馈线性化控制理论存在的主要问题是控制律复杂、存在奇异点。对于由控制律复杂导致的实时性问题，可由高速传感器及高速处理器予以解决；对于奇异点，可通过修改算法予以解决。因此，随着电子技术的迅速发展，定会促进反馈线性化控制理论的发展与应用。对于无源控制理论，由于是基于能量控制的思路对系统进行控制，是一种本质上的非线性控制，日益受到国内外学者的关注。自抗扰控制技术能够把系统的未建模动态和未知外扰作用都归结为对系统的“总扰动”而进行评估并给予补偿，还可观测系统的参数。因此，近几年自抗扰控制技术在工程各领域获得了应用。由于反馈线性化控制理论及无源控制理论都需要系统的数学模型及系统的参数，但在实际工程中，系统的数学模型及参数要受到各种干扰及系统工况的影响，某种程度上呈不确定性。对此，可采用反馈线性化、无源控制理论与自抗扰控制技术相结合予以解决。对于高阶系统，可将系统化为若干个低阶子系统，对每个子系统采用自抗扰控制技术。　　为促进非线性控制理论在电压型PWM整流器控制中的应用，作者根据对非线性控制理论的理解及其在电压型PWM整流器中的应用研究，结合国内外专家学者的研究与应用成果，对第1版内容进行了修改与充实。本版与第1版相比，删去了第1版中的基于反步法的电压型PWM整流器控制内容，增加了三相四线两电平电压型PWM整流器、三相三线(四线)三电平电压型PWM整流器及Vienna整流器的建模、PWM算法及非线性控制内容。希望此书能够促进国内广大学者应用非线性控制理论研究电压型PWM整流器控制问题，提高整流器的性能。　　本书分为6章。第1章介绍了电压型PWM整流器的拓扑结构及分类、非线性控制研究现状及趋势和性能指标；第2章论述了三相三线(四线)两电平(三电平)电压型PWM整流器及Vienna整流器的拓扑结构、工作原理、基本数学模型及PWM算法；第3章论述了瞬时功率计算方法、三相三线两电平(三电平)电压型PWM整流器各种直接功率控制策略；第4章首先论述了状态反馈线性化、零动态设计及输入输出反馈线性化理论，随后论述了反馈线性化理论在三相三线两电平(三电平)电压型PWM整流器及Vienna整流器控制中的应用；第5章首先论述了无源控制理论，随后论述了无源控制理论在三相三线(四线)两电平(三电平)电压型PWM整流器及Vienna整流器控制中的应用；第6章首先介绍了自抗扰控制技术，随后论述了自抗扰控制技术在三相三线两电平电网平衡与不平衡电压型PWM整流器控制中的应用。　　本书除选用作者的电压型PWM整流器直接功率控制、反馈线性化控制、无源控制及自抗扰控制研究成果外，还选用了部分国内外学者的电压型PWM整流器控制的非线性控制研究成果，在此表示衷心的感谢。　　由于作者写作能力和学术水平有限，书中难免有不妥之处，敬请读者给予批评指正。　　王久和　　2015年4月于北京目录
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