Z源三电平逆变器及其控制策略研究的任务书.docx

Z源三电平逆变器及其控制策略研究的任务书
任务书
一、题目
Z源三电平逆变器及其控制策略研究
二、任务背景
随着电力电子技术的不断发展，逆变器作为电能转换的重要装置在工业、交通、通讯、医疗等领域中得到广泛应用，越来越受到人们的关注。然而，传统的两级逆变器存在着输出电压低、损耗大、效率低、可靠性差等问题，难以满足实际应用的需求。
为了克服这些问题，Z源三电平逆变器应运而生。它具有电压分配合理，输出电压高、波形优美，损耗小、效率高，可靠性好等优点，在应用领域中享有很高的声誉。然而，Z源三电平逆变器控制难度大，控制策略复杂，如何建立合理的控制策略，实现逆变器正常、稳定、安全地工作，是当前亟待解决的问题。
三、研究目的
本次研究旨在深入分析Z源三电平逆变器的工作原理、特点和控制策略，探索和研究逆变器的性能提升、控制策略优化等问题，为实际应用提供技术支持和理论指导。
具体目标如下：
1.分析Z源三电平逆变器的工作原理和特点，探讨不同电路拓扑的差异等问题。
2.研究逆变器输出功率、效率、压降等性能参数的优化方法，提高逆变器的整体性能。
3.探讨不同的控制策略，如PI调节、模型预测控制、滑模控制等，比较它们的优缺点，选择合适的控制策略。
4.设计和实现控制系统，并进行模拟和实验验证，验证研究成果，确定逆变器的实际应用价值。
四、研究内容
1.Z源三电平逆变器的工作原理和特点
（1）Z源逆变器的基本原理及其特点。
（2）基于Z源电路的三电平逆变器结构及其特点。
（3）两种电路拓扑的比较分析。
2.逆变器性能参数的优化方法
（1）逆变器输出功率、效率、压降等性能参数的计算方法和提高途径。
（2）改进器结构优化及时序设计等提高逆变器性能的方法。
3.逆变器的控制策略选择
（1）常见的控制策略——PI调节、模型预测控制、滑模控制，包括其原理和特点。
（2）不同控制策略的比较分析，选择合适的控制策略。
4.逆变器控制系统设计与验证
（1）逆变器控制系统的设计、建模与仿真。
（2）实验验证与性能测试，设计并建立逆变器平台进行控制系统的测试和性能评估。
五、研究方法与步骤
1.文献研究法：搜集与分析相关文献，了解Z源三电平逆变器的基本原理、发展历程和研究现状等。
2.理论分析法：通过对Z源三电平逆变器的特点及其控制问题进行理论推导和分析，找出逆变器控制策略的瓶颈和优化方法。
3.数值模拟法：利用仿真软件进行Z源三电平逆变器的建模，实现控制系统设计和性能优化。
4.实验验证法：采用实际硬件进行测试和性能评估，验证理论结果的正确性和可行性。
六、预期成果
本次研究的预期成果包括以下几个方面：
1.确立Z源三电平逆变器的基本理论和性能特点，指导逆变器实际应用的研究和发展。
2.提出逆变器性能参数的优化方法，强化整体性能，满足实际应用需求。
3.比较分析常见控制策略，选择合适的控制策略，以改善逆变器的控制效果和稳定性。
4.设计和建立控制系统，实现逆变器的模拟和实验验证，验证研究成果，为逆变器正常、稳定、安全地工作提供支持。
七、参考文献
[1]陈建宏,韩建秋,王先宁.面向交通电气的Z源三电平逆变器研究[J].电工技术学报,2011,26(4):65-71.
[2]李震.基于Z源三电平逆变器的高效率交流驱动源研究[D].武汉大学,2012.
[3]邵慧.一种基于PWM的多电平逆变器控制策略研究[D].河南理工大学,2018.
[4]王曼,廖章峰.滑模控制在Z源三电平逆变器中的应用研究[J].浙江大学学报(工学版),2017,51(3):425-431.
[5]於旭辉,陈建宏,周晓亮.基于模型预测控制的三电平Z源逆变器研究[J].电子科技,2013,26(9):69-72.