基于ANN及GA的特定諧波消除法研究.pdf

1、在實(shí)現(xiàn)大功率變換的幾種解決方案中，多電平變換器因其輸出電壓總波形畸變(Total Harmonic Distortion，THD)小、器件受壓低和系統(tǒng)電磁干擾(Electromagnetic Interference，EMI)弱等優(yōu)點(diǎn)而受到研究者們的青睞，相應(yīng)的多電平變換器調(diào)制方法也成為研究的熱點(diǎn)。特定諧波消除法是現(xiàn)代多電平變換器調(diào)制技術(shù)的核心技術(shù)，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)諧波的選擇性消除，具有開關(guān)頻率低、殘余諧波分量小、電壓利用率高等優(yōu)點(diǎn)。因此

2、，此研究對(duì)積極推動(dòng)我國(guó)高質(zhì)量、高性能供電技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　 本文首先簡(jiǎn)要介紹了多電平變換器的三種主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同時(shí)給出了各類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。在分析了已有多電平變換器三種主要調(diào)制策略基礎(chǔ)上，重點(diǎn)提出特定諧波消除法作為本論文的研究重點(diǎn)。通過對(duì)特定諧波消除法的輸出電壓波形進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)變換，建立了特定諧波消除法的數(shù)學(xué)模型--消諧非線性方程組。
　　 針對(duì)傳統(tǒng)方法求解消諧非線性方程組的不足，深入

3、分析了消諧非線性方程組的特點(diǎn)，提出了應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Network，ANN)和遺傳算法(Genetic Algorithm，GA)求解消諧非線性方程組的方法。
　　 因此在研究了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，提出了采用反向傳播算法對(duì)連接權(quán)重進(jìn)行訓(xùn)練，最后建立有監(jiān)督學(xué)習(xí)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從而求解消諧非線性方程組。在研究了遺傳算法的基礎(chǔ)上，利用遺傳算法的搜索和優(yōu)化能力，建立了求解消諧非線性方程組的簡(jiǎn)單遺傳算

4、法。
　　 計(jì)算結(jié)果證明，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法都可以求解消諧非線性方程組。為了進(jìn)一步獲得更低的總諧波畸變的開關(guān)切換角，引入簡(jiǎn)單迭代法(Easy IterativeMethod，EIM)來優(yōu)化開關(guān)切換角。在考慮四電平變換器的器件損耗和相位角因素的基礎(chǔ)上，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法和簡(jiǎn)單迭代法來求解四電平變換器消諧非線性方程組從而獲得最優(yōu)化開關(guān)切換角，同時(shí)用于控制四電平變換器實(shí)驗(yàn)裝置。
　　 將理論計(jì)算結(jié)果應(yīng)用于四電平變換