《研究生教學(xué)用書：電力電子系統(tǒng)建模及控制》重點(diǎn)介紹電力電子系統(tǒng)的動態(tài)模型的建立方法和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。電力電子系統(tǒng)的建模與控制技術(shù)涉及功率變換技術(shù)、電工電子技術(shù)、自動控制理論等，是一門多學(xué)科交叉的應(yīng)用性技術(shù)�！堆芯可虒W(xué)用書：電力電子系統(tǒng)建模及控制》內(nèi)容包括：電力電子系統(tǒng)建模方法如狀態(tài)空間平均、平均開關(guān)網(wǎng)絡(luò)模型和統(tǒng)一電路模型等，電流峰值控制的穩(wěn)定性問題及改進(jìn)穩(wěn)定性的方法，DC／DC變換器反饋控制設(shè)計(jì)，三相PWM整流器動態(tài)模型和：相PWM逆變器的動態(tài)模型，三相PWM變流器的解耦控制，三相PWM變流器的空間矢量調(diào)制SVM方法，DC／DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)的動態(tài)模型及均流控制，逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的動態(tài)模型及均流控制。
《研究生教學(xué)用書：電力電子系統(tǒng)建模及控制》可作為電力電子與電力傳動專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的研究生教材，也可作為從事電力電子裝置、變頻器、電子電源等開發(fā)、設(shè)計(jì)工程技術(shù)人員的參考書。
電力電子裝置需要滿足一定靜態(tài)指標(biāo)和動態(tài)指標(biāo)要求，如電源調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率、輸出精度、紋波、動態(tài)響應(yīng)時間、變換效率、功率密度、并聯(lián)模塊的不均流度、功率因數(shù)和EMC等。這些指標(biāo)可以分成兩類，一類與主回路設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)，另一類與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)。與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)的技術(shù)指標(biāo)有電源調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率、輸出精度、紋波、動態(tài)響應(yīng)時間、并聯(lián)模塊的不均流度等。要設(shè)計(jì)出高品質(zhì)的電力電子裝置不僅需要精心設(shè)計(jì)主回路，也需要有一個良好的系統(tǒng)控制來保證。主回路設(shè)計(jì)與系統(tǒng)控制的設(shè)計(jì)就如汽車的左、右輪同等重要。
本書共分9章。第1章介紹了DC／DC變換器的動態(tài)建模方法，包括狀態(tài)平均概念、狀態(tài)空間平均法、平均開關(guān)模型、統(tǒng)一電路模型等內(nèi)容；第2章介紹了電流斷續(xù)方式（DCM）D 電力電子裝置需要滿足一定靜態(tài)指標(biāo)和動態(tài)指標(biāo)要求，如電源調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率、輸出精度、紋波、動態(tài)響應(yīng)時間、變換效率、功率密度、并聯(lián)模塊的不均流度、功率因數(shù)和EMC等。這些指標(biāo)可以分成兩類，一類與主回路設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)，另一類與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)。與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)的技術(shù)指標(biāo)有電源調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率、輸出精度、紋波、動態(tài)響應(yīng)時間、并聯(lián)模塊的不均流度等。要設(shè)計(jì)出高品質(zhì)的電力電子裝置不僅需要精心設(shè)計(jì)主回路，也需要有一個良好的系統(tǒng)控制來保證。主回路設(shè)計(jì)與系統(tǒng)控制的設(shè)計(jì)就如汽車的左、右輪同等重要。
本書共分9章。第1章介紹了DC／DC變換器的動態(tài)建模方法，包括狀態(tài)平均概念、狀態(tài)空間平均法、平均開關(guān)模型、統(tǒng)一電路模型等內(nèi)容；第2章介紹了電流斷續(xù)方式（DCM）DC／DC變換器的動態(tài)建模；第3章介紹了DC／DC變換器的電流峰值控制；第4章介紹了DC／DC變換器反饋控制設(shè)計(jì)，系統(tǒng)介紹了DC／DC變換器的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法；第5章介紹了三相功率變換器的動態(tài)模型，包括三相電壓型PWM變流器的動態(tài)模型、三相電流型PWM變流器的動態(tài)模型、三相電壓型PWM整流器的d、g解耦控制；第6章介紹了三相變流器的空間矢量調(diào)制技術(shù)，包括電壓型變流器的空間矢量調(diào)制控制、電流型變流器的空間矢量調(diào)制技術(shù)、空間矢量PWM調(diào)制與其他脈寬調(diào)制方法比較；第7章介紹了逆變器模型，輸出電壓瞬時值內(nèi)環(huán)和平均值外環(huán)控制器參數(shù)的設(shè)計(jì)方法；第8章介紹了DC／DC變換器模塊并聯(lián)供電系統(tǒng)的均流方法和DC／DC變換器模塊并聯(lián)供電系統(tǒng)的動態(tài)模型；第9章介紹了并聯(lián)逆變器系統(tǒng)瞬時電流均流法和功率均流法，介紹了采用瞬時電流均流法的并聯(lián)逆變器系統(tǒng)動態(tài)模型和穩(wěn)定性設(shè)計(jì)問題。
本書可作為電力電子與電力傳動專業(yè)研究生教材，也可作為從事電力電子裝置、變頻器、電源等開發(fā)、設(shè)計(jì)工程技術(shù)人員的參考書。希望本書的出版能對國內(nèi)廣大從事電力電子、電源技術(shù)的科研人員了解電力電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)分析有所幫助，在促進(jìn)我國電力電子產(chǎn)品和電源產(chǎn)品性能的提高方面發(fā)揮一點(diǎn)作用。
本書由徐德鴻教授撰寫。浙江大學(xué)程肇基教授詳細(xì)、認(rèn)真地審閱了全部書褐，提出了許多寶貴的建議，謹(jǐn)致以衷心的謝意。本書中引用了美國佛吉尼亞理工大學(xué)李澤元教授、DushanBoroyevich教授、美國科羅拉多大學(xué)RobertW．Erickson教授等的重要文獻(xiàn)，在此表示衷心的感謝。在本書的編寫過程中，孫麗萍、王文倩、于瑋同志參與了本書大量插圖繪制和文字錄X_T-作，在此一并表示衷心的感謝。
由于作者水平有限，參閱資料有限，書中難免有疏漏和不妥善之處，懇切希望讀者批評指正。
前言
緒論
第1章 DC／DC變換器的動態(tài)建模
1.1 狀態(tài)平均的概念
1.2 Buck-Boost變換器的交流模型
1.2.1 大信號模型
1.2.2 線性化
1.2.3 小信號交流等效電路
1.3 反激式變換器的建模
1.4 狀態(tài)空間平均法
1.5 平均開關(guān)模型
1.6 統(tǒng)一電路模型
1.7 調(diào)制器的模型
1.8 本章小結(jié)
第2章 電流斷續(xù)方式DC／DC變換器的動態(tài)建模
前言
緒論
第1章 DC／DC變換器的動態(tài)建模
1.1 狀態(tài)平均的概念
1.2 Buck-Boost變換器的交流模型
1.2.1 大信號模型
1.2.2 線性化
1.2.3 小信號交流等效電路
1.3 反激式變換器的建模
1.4 狀態(tài)空間平均法
1.5 平均開關(guān)模型
1.6 統(tǒng)一電路模型
1.7 調(diào)制器的模型
1.8 本章小結(jié)
第2章 電流斷續(xù)方式DC／DC變換器的動態(tài)建模
2.1 DCM方式DC／DC變換器的平均模型
2.2 DCM變換器小信號交流模型
2.3 開關(guān)網(wǎng)絡(luò)平均方法
2.4 本章小結(jié)
第3章 DC／DC變換器的電流峰值控制
3.1 電流峰值控制的概念
3.1.1 電流控制的穩(wěn)定性問題
3.1.2 鋸齒波補(bǔ)償穩(wěn)定電流控制的穩(wěn)定性分析
3.2 一階模型
3.2.1 一階模型及電流峰值控制小信號模型
3.2.2 平均開關(guān)網(wǎng)絡(luò)模型
3.3 改進(jìn)電流控制模型
3.3.1 改進(jìn)電流控制模型原理
3.3.2 改進(jìn)電流控制模型的應(yīng)用
3.4 電流斷續(xù)工作（DCM）變換器
3.5 本章小結(jié)
第4章 DC／DC變換器反饋控制設(shè)計(jì)
4.1 頻率特性的概念
4.2 閉環(huán)控制與穩(wěn)定性
4.3 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)
4.4 本章小節(jié)
第5章 三相功率變換器的動態(tài)模型
5.1 三相電量的空間矢量表示和坐標(biāo)變換
5.1.1 三相電量的空間矢量表示
5.1.2 靜止三維坐標(biāo)變換
5.1.3 旋轉(zhuǎn)變換
5.2 三相電壓型PWM變流器的狀態(tài)平均模型
5.2.1 三相電壓型PWM整流器的開關(guān)周期平均模型
5.2.2 三相電壓型PWM逆變器的開關(guān)周期平均模型
5.2.3 dqo旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下三相電壓型PWM變流器的模型
5.3 三相電流型PWM變流器的開關(guān)周期平均模型
5.3.1 靜止坐標(biāo)系下的三相電流型PWM變流器的開關(guān)周期平均模型
5.3.2 dqo旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下三相電流型PWM變流器的模型
5.4 小信號交流模型
5.5 三相電壓型PWM整流器的d、q解耦控制
5.6 本章小節(jié)
第6章 三相變流器的空間矢量調(diào)制技術(shù)
6.1 空間矢量調(diào)制（SVM）基礎(chǔ)
6.1.1 三相電量的空間矢量表示
6.1.2 磁鏈空間矢量
6.1.3 六拍階梯波逆變器
6.1.4 電壓空間矢量合成原理
6.1.5 小結(jié)
6.2 電壓型變流器的空間矢量調(diào)制控制
6.3 電流型變流器的空間矢量調(diào)制技術(shù)
6.4 空間矢量PWM調(diào)制與其他脈寬調(diào)制方法的比較
6.4.1 正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）
6.4.2 空間矢量調(diào)制SVM方法與SPWM調(diào)制比較
6.5 本章小節(jié)
第7章 逆變器的建模與控制
7.1 逆變器的建模
7.2 逆變輸出濾波器設(shè)計(jì)
7.3 控制參數(shù)設(shè)計(jì)
7.3.1 瞬時值內(nèi)環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)
7.3.2 平均值外環(huán)設(shè)計(jì)
7.4 模擬控制器的離散化
7.5 本章小結(jié)
第8章 DC／DC變換器模塊并聯(lián)系統(tǒng)的動態(tài)模型及均流控制
8.1 DC／DC變換器模塊并聯(lián)均流技術(shù)
8.2 平均電流均流法與DC／DC變換器模塊的動態(tài)模型
8.3 平均電流法控制小信號模型
8.4 本章小結(jié)
第9章 逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的動態(tài)模型及均流控制
9.1 逆變器并聯(lián)技術(shù)概述
9.1.1 集中控制方式
9.1.2 主從控制方式
9.1.3 分布式控制方式
9.1.4 無互連線控制方式
9.2 并聯(lián)逆變器系統(tǒng)瞬時電流均流法
9.2.1 并聯(lián)逆變器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
9.2.2 并聯(lián)逆變器系統(tǒng)的建模
9.2.3 穩(wěn)定性分析
9.3 基于功率控制均流法的并聯(lián)逆變器控制技術(shù)
9.3.1 逆變器并聯(lián)系統(tǒng)環(huán)流特性
9.3.2 基于有功功率和無功功率的控制均流法
9.3.3 有功功率和無功功率的檢測
9.3.4 并聯(lián)逆變器同步鎖相控制
9.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
20世紀(jì)人類最偉大的20項(xiàng)科技成果有：電氣化、汽車、飛機(jī)、自來水供水系統(tǒng)、電子技術(shù)、無線電與電視、農(nóng)業(yè)機(jī)械化、計(jì)算機(jī)、電話、空調(diào)與制冷、高速公路、航天、互聯(lián)網(wǎng)、成像技術(shù)、家用電器、保健科技、石化、激光與光纖、核能利用、新型材料，這些成果幾乎不同程度地應(yīng)用了電力電子技術(shù)，電力電子技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、交通、rr、通信、國防以及日常生活中。電力電子裝置的應(yīng)用范圍十分廣泛，粗略地可分為(有功)電源、無功電源、傳動裝置。電源有直流開關(guān)電源、逆變電源、不間斷電源設(shè)備(UPS)、直流輸電裝置等；無功電源有靜止無功補(bǔ)償裝置(SVC)、靜止無功發(fā)生裝置(SVG)、有源電力濾波器、動態(tài)電壓恢復(fù)裝置(DVR)等；傳動裝置有直流調(diào)速系統(tǒng)、各種電動機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)等。
20世紀(jì)功率器件經(jīng)歷從結(jié)型控制器件，如晶閘管、功率GTR、GT0，到場控器件，如功率MOSFET、IGBT、IGCT的發(fā)展歷程，高頻化、低功耗、場控化成為功率器件發(fā)展的主要特征。功率器件發(fā)展歷程也是向理想電子開關(guān)逐步逼近的過程，功率器件性能日益提高，使得應(yīng)用更加方便。另外功率變換電路結(jié)構(gòu)也通過時間的考驗(yàn)以及人們認(rèn)識水平的提高，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總體上逐漸走向穩(wěn)定。器件和電路的日趨成熟，使得人們自然地將注意力轉(zhuǎn)向電力電子裝置的整體性能的優(yōu)化問題，電力電子系統(tǒng)的問題比以往更加受到重視。電力電子系統(tǒng)問題包括控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、并聯(lián)冗余設(shè)計(jì)、功率集成、熱設(shè)計(jì)、電磁兼容設(shè)計(jì)等。
電力電子裝置需要滿足靜態(tài)指標(biāo)和動態(tài)指標(biāo)的要求。如直流開關(guān)電源、逆變電源、UPS等通常需要滿足如下指標(biāo)要求：電源調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率、輸出電壓的精度、紋波、動態(tài)性能、變換效率、功率密度、并聯(lián)模塊的不均流度、功率因數(shù)和EMC。這些技術(shù)指標(biāo)可以分成兩類，分別與主回路設(shè)計(jì)或系統(tǒng)控制的設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)。變換效率、功率密度、紋波等技術(shù)指標(biāo)主要與主回路設(shè)計(jì)有關(guān)，如主回路拓?fù)�、磁設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)、功率元件驅(qū)動等。電源調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率、輸出電壓的精度、動態(tài)性能、并聯(lián)模塊的不均流度等指標(biāo)主要與系統(tǒng)控制的設(shè)計(jì)有關(guān)。主回路設(shè)計(jì)與系統(tǒng)控制的設(shè)計(jì)就如汽車的左、右輪同等重要。要設(shè)計(jì)出高品質(zhì)的電源，不僅需要精心設(shè)計(jì)主回路，還需要有一個良好系統(tǒng)控制的設(shè)計(jì)。電源系統(tǒng)典型的指標(biāo)為輸出調(diào)整率，分為電源調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率。電源調(diào)整率是指電網(wǎng)輸入電壓波動對電源輸出的影響；負(fù)載調(diào)整率是指負(fù)載變化對電源輸出的影響。
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