双级矩阵变换器容错控制策略

毕业设计说明书题目：双级矩阵变换器容错控制策略学院：信息工程学院专业：自动化学号：姓名：指导教师：完成日期：毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目：双级矩阵变换器容错控制策略学号：姓名：专业：自动化指导教师：系主任：一、主要内容及基本要求主要内容：1、学习双级矩阵变换器的基本知识。包括TSMC的拓扑结构、工作原理、数学模型，并重点研究TSMC的调制策略。2、研究永磁同步电机的矢量控制系统，学习双闭环PI控制器的设计方法、建立电机的数学模型、坐标变换原理等。3、了解容错控制的概念，研究实现容错控制的方法分类，以及在其他系统中如何实现容错控制。4、研究预测控制的原理及其实现方法，基于预测控制算法在TSMC的闭环控制系统中实现容错。基本要求：1、掌握TSMC的工作原理及其调制策略，并通过仿真实现TSMC正常运行。2、掌握基于TSMC的永磁同步电机矢量控制系统的工作原理，并通过仿真来实现控制电机正常运行。3、在仿真中编程实现预测控制，以预测控制作为TSMC的事故后控制策略，通过仿真验证这一方法。二、重点研究的问题1、双级矩阵变换器的工作原理及其应用。2、双级矩阵变换器的开关管出现故障后的容错控制策略。3、容错控制策略在双级矩阵变换器的闭环控制系统中的应用。三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1确定毕业设计的题目2013.11.102搜集参考资料、相关文献，并完成初步阅读2014.1.11-2014.2.203学习双级矩阵变换器容错控制策略的原理2014.2.20-2014.3.154学习熟练MATLAB仿真软件的使用方法2014.3.15-2014.4.15搭建仿真模型，并得到仿真结果2014.4.1-2014.4.206撰写毕业设计论文2014.4.20-2014.5.97检查仿真结果2014.5.178答辩2014.5.24四、应收集的资料及主要参考文献[1]邓文浪.双级矩阵变换器及其控制策略研究[D].中南大学,2007.[2]邓文浪,杨欣荣,朱建林.基于dq坐标双级矩阵变换器的闭环控制研究[J].电气传动,2007,37(2):20-24.[3]刘见,粟梅,孙尧等.基于双级矩阵变换器的永磁同步电机矢量控制[J].电力电子技术,2010,44(11):65-68.[4]葛宝明,蒋静坪.永磁同步电机磁阻转矩的有效利用及其预测控制系统[J].电工技术学报,2000,15(3):6-10.[5]王宏佳,徐殿国,杨明.永磁同步电机改进无差拍电流预测控制[J].电工技术学报,2011,26(6):39-45.[6]牛里,杨明,刘可述等.永磁同步电机电流预测控制算法[J].中国电机工程学报,2012,32(6):131-137.[7]RodriguezJ,KolarJ,EspinozaJ,etal.Predictivecurrentcontrolwithreactivepowerminimizationinanindirectmatrixconverter[C]2010IEEEInternationalConferenceon.IEEE,2010:1839-1844.[8]DasikaJD,SaeedifardM.Anon-linefaultdetectionandapost-faultstrategytoimprovethereliabilityofmatrixconverters[C]IEEE,2013:1185-1191.毕业论文（设计）评阅表学号姓名专业自动化毕业论文（设计）题目：双级矩阵变换器容错控制策略评价项目评价内容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评价评阅人：年月日湘潭大学毕业论文（设计）鉴定意见学号：姓名：专业：自动化毕业论文（设计说明书）47页图表45张论文（设计）题目：双级矩阵变换器容错控制策略主要内容：学习了双级矩阵变换器的基本知识，包括TSMC的拓扑结构、工作原理、数学模型，并重点研究了TSMC的调制策略。掌握了基于TSMC的永磁同步电机矢量控制系统的控制方法，建立了永磁同步电机的数学模型，通过学习DQ轴解耦的原理以及PI控制器的设计方法，在MATLAB软件中搭建了永磁同步电机矢量控制模型。以之前的研究为基础，研究了一种基于预测控制算法的容错控制策略，首先掌握了预测控制的实现方法，搭建了采用预测控制的TSMC仿真模型，在仿真中通过S函数实现了预测控制。最后将容错控策略运用到了TSMC中，对比其正常状态、故障状态以及容错后的波形，分析了容错效果。指导教师评语该生能独立查阅文献；有获取各种信息及新知识的能力。能周密、合理地设计实验方案；综合运用知识能力强。按期圆满完成规定的任务，工作量饱满；学习工作积极勤奋。设计说明书结构严谨，逻辑性强，论述层次清晰；格式符合学校要求。有较强的实际动手能力和计算机应用能力。同意其参加答辩，建议成绩评定为。指导教师：年月日答辩简要情况及评语该生在答辩过程中叙述清楚、思路清晰，语言表达准确;专业知识扎实。回答问题有理论根据，基本概念清楚。问题回答准确。根据答辩情况，答辩小组同意其成绩评定为。答辩小组组长：年月日答辩委员会意见经答辩委员会讨论，同意该毕业论文（设计）成绩评定为。答辩委员会主任：年月日目录摘要..............................................................................................................................IAbstract.......................................................................................................................II第一章绪论..............................................................................................................11.1课题的背景和意义.............................................................................................11.1国内外研究现状.................................................................................................21.3预测控制.............................................................................................................31.4课题主要研究内容和重点.................................................................................4第二章双级矩阵变换器的控制研究...............................................................62.1双级矩阵变换器的拓扑结构.............................................................................62.1.1常规矩阵变换器到双级矩阵变换的演变..................................................62.1.2典型的双级矩阵变换器拓扑结构..............................................................62.2双空间矢量调制策略.........................................................................................72.2.1整流级的空间矢量调制原理......................................................................72.2.2逆变级的空间矢量调制原理......................................................................82.2.3TSMC的开关函数.......................................................................................92.3仿真研究...........................................................................................................112.4本章小结...........................................................................................................13第三章基于双级矩阵变换器的永磁同步电机矢量控制........................133.1永磁同步电机结构以及数学模型...................................................................133.1.1永磁同步电机的结构................................................................................133.1.2永磁同步电机的数学模型........................................................................143.2坐标变换原理...................................................................................................153.3永磁同步电机矢量控制系统设计...................................................................173.3.1矢量控制方法............................................................................................173.3.2永磁同步电机矢量控制系统的结构........................................................173.3.3电流环PI控制器设计...............................................................................193.3