[01541160]现代电力电子变换器系统建模、分析与控制新方法

现代电力电子变换器系统是带有开关器件的多维、变结构的复杂非线性系统，它的动态特性建模研究是深入研究系统中元件对系统作用机理、系统动态特性分析、稳定性分析、元件参数优化设计和控制器设计的重要理论基础，这些工作有助于推动现代电力电子变换器的工程应用。　　中南大学信息科学与工程学院粟梅带领的课题组以前沿新型电力电子变换器——矩阵变换器系统为对象，深入研究矩阵变换器的机理，改变传统的研究电力电子变换器的电工学的方法（系统控制的分析和设计，只能依靠时域数字仿真的方法试凑，缺乏解析分析，具有对经验的依赖性和无目标性），尝试将矩阵变换器视为一个控制系统，从控制系统的角度，基于状态平均法建立了矩阵变换器的输入输出复数空间矢量解析模型，将其与异步电动机复数空间矢量模型相结合，建立基于复数空间矢量的矩阵变换器驱动异步电动机系统解析模型，并以此为基础深入研究了矩阵变换器系统的动静态特性、稳定性、电网波动和元器件参数影响系统的规律；提出了改进滤波器结构来改善系统稳定性和动态性能的硬件方法，以及采用虚拟电阻算法改善系统稳定性和动态性能的软件控制方法；提出了抑制电网和负载扰动的闭环控制算法；提出了输入滤波器和嵌位电路的多目标优化算法；提出了矩阵变换器－异步电动机高性能集成调速系统的融合控制策略，研制了一套双级矩阵变换器－异步电机高性能调速系统实验平台。有关的研究成果已发表在中国电机工程学报和电工技术学报等国内的一流刊物上，受到国内同行的高度评价。这些研究工作可促进带有开关器件的多维变结构复杂非线性系统的解析建模方法的研究和分析方法的研究，同时推动现代电力电子变换装置的工业化进程，对电能变换系统的集成与控制的理论研究和工程应用均具有重要的科学意义和实用价值。