[發(fā)明專利]基于動態(tài)相量法的數(shù)字移相調(diào)制器小信號建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710440955.2
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107391791B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙劍鋒;樂越;高鐵峰;曹武;尤鋆;許勝
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: G06F30/32
• 分類號: G06F30/32;G06F30/3308;H02J3/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于動態(tài)相量法的數(shù)字移相調(diào)制器小信號建模方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

(1)確定數(shù)字移相調(diào)制器的輸入輸出信號；

輸入信號為移相角指令值，輸出信號為開關(guān)管驅(qū)動信號；

d₁(t)和d₄(t)的動態(tài)相量穩(wěn)定值分別為：

式中，A為d₁(t)和d₄(t)對應的動態(tài)相量幅值，Θ(t)為驅(qū)動信號d₁(t)和d₄(t)之間的移相角穩(wěn)態(tài)值；j為復數(shù)的虛數(shù)單位；

數(shù)字移相調(diào)制器輸入指令值的小信號擾動經(jīng)過三角載波調(diào)制，使和的幅值和相位都產(chǎn)生擾動，則有：

式中，表示幅值擾動，表示相位擾動；

(2)將輸入輸出信號進行動態(tài)相量分解，推導輸入擾動情況下輸出信號動態(tài)相量的任意次諧波分量的通用表達式；

驅(qū)動信號d₁(t)、d₄(t)均為周期函數(shù)，用三角函數(shù)形式可以描述為：

其中，D₁、D₄為直流分量，等式右邊第二項為各非0次諧波分量的總和；

Θ(t)為驅(qū)動信號d₁(t)和d₄(t)之間的移相角穩(wěn)態(tài)值；

將負數(shù)次的諧波分量取絕對值，由此可以得到d₁(t)和d₄(t)的第n次相量穩(wěn)態(tài)值為：

同理將移相指令值c[k]分解為任意次諧波疊加的形式：

其中，為輸出移相角指令值擾動量，為擾動的第l次諧波分量幅值；Θ為移相指令值c[k]的穩(wěn)態(tài)值；ω_p為輸出移相角指令值擾動量的基波頻率；t為三角函數(shù)時間自變量；

定義合成相量：

將(3)和(4)代入(7)得到合成相量n次諧波分量的小信號擾動通用表達式：

(3)列寫輸出信號的時域表達式，對其進行廣義動態(tài)相量分解，保留其主導諧波成分，忽略其他諧波分量；

驅(qū)動信號的時域表達式：

式中，T_s為開關(guān)周期，k為任意非負整數(shù)；c[k]為移相指令瞬時值；t為時間自變量；

將和進行廣義動態(tài)相量分解，同時考慮在頻率nω_s±lω_p處的分量：

式中，和分別為和d₄(t)的第nω_s±ω_p次相量；n為整數(shù)；ω_s為驅(qū)動信號d₁(t)、d₄(t)的基波頻率；l為整數(shù)；ω_p為輸出移相角指令值擾動量的基波頻率；

保留主導諧波成分，忽略其他諧波分量，式(11)、(12)可寫成如下形式：

結(jié)合式(9)和(10)推導得到：

其中，分別為驅(qū)動信號d_1(t)和d_4(t)向量的第n次分量穩(wěn)態(tài)值，M為正整數(shù)；

(4)對輸出信號動態(tài)相量進行小信號擾動及一階泰勒級數(shù)展開，寫成通用表達式形式，得到移相調(diào)制器指令值與移相角之間的小信號傳遞函數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動態(tài)相量法的數(shù)字移相調(diào)制器小信號建模方法，其特征在于：所述步驟(4)具體包括：

按(13)、(14)分解，做一階泰勒級數(shù)展開，化簡成(17)的通用表達式形式：

其中，延時時間為：

對比式(8)和式(17)可知合成相量在指令值擾動下產(chǎn)生的幅值擾動為0，相位擾動為：

由式(19)可得數(shù)字移相調(diào)制器的小信號模型；

其中，s為拉普拉斯變換中的復變量。