用粒子群優(yōu)化spwm波及其諧波分析【開題報告】

1、畢業(yè)設計開題報告畢業(yè)設計開題報告電氣工程與自動化電氣工程與自動化用粒子群優(yōu)化用粒子群優(yōu)化SPWMSPWM波及其諧波分析波及其諧波分析一、選題的背景與意義現代工業(yè)控制領域的控制理論發(fā)展迅猛，脈沖寬度調制技術通常被稱為PWM控制技術，是通過一系列脈沖的寬度進行調制，來等效地獲得所需要波形（包括幅值和相位）的技術。在微處理器被應用于PWM技術并數字化后，各種控制方案不斷涌現，從最初追求電壓波形的正弦，到電流波形的正弦，再到磁通的正弦，PWM控

2、制技術的發(fā)展經歷了一個不斷創(chuàng)新和不斷完善的過程。PWM控制是現代通用變頻器的控制核心技術。任何控制算法的最終實現幾乎都是以各種PWM控制方式完成的。目前在通用變頻器中多采用SPWM正弦波的脈沖寬度調制控制方式。所謂SPWM控制方式就是通過改變PWM輸出的脈沖寬度使輸出電壓的平均值接近于正弦波的控制方式[1]。SPWM在交流傳動乃至其它能量變換系統中得到非常廣泛的應用，成為電氣控制領域研究的熱點課題。目前經常采用的數學模型有很多種，例如等

3、效面積法，自然采樣法和規(guī)則采樣法，而規(guī)則采樣法中又可分成對稱規(guī)則采樣法與不對稱規(guī)則采樣法。優(yōu)化技術是以數學為基礎，可應用到工程問題中。粒子群優(yōu)化算法（PSO）源于對鳥類捕食系統的模擬，是近年來被廣為關注和研究的一種智能優(yōu)化算法。該算法以其實現容易、精度高、收斂快等優(yōu)點引起了學術界的重視。并且在解決實際問題中展示了其優(yōu)越性。基于PSO優(yōu)化估計各次諧波的幅值于相位，力圖得到諧波小的SPWM波形生成的最佳調制比、占空比的實用方法。并于傳統方法

4、進行對比，得到此方法的有效性。二、研究的基本內容與擬解決的主要問題：1、基本內容正弦脈寬調制(SPWM)技術就是產生與正弦波等效的一系列等幅但不等寬矩形脈沖波形。等效原理是每個矩形脈沖面積與對應位置正弦波面積相等.如圖l，設矩形脈沖高度設為Us2，寬度設為，中點角度為，Um為調制正弦波的振幅，n以為載波比，那么等效面積原理可以表示為：i?i?22siUsin2sinsin22ininmmiUtdtUn??????????????當n較大

5、時，，并設2UmUs=M則可得到：sin22nn???r2~U（01）是范圍在（01）的均勻隨機序列。表示的是第顆粒子在第維的第n次迭代nijxij的位置。代表第顆粒子在第維的第n次迭代的個體最佳位置。代表第顆粒子在第維nijpijngjpij的第n次迭代的全局最佳位置。代表第顆粒子在第維的第n次迭代的速度。每一個都在nijvijnijv的范圍里以降低粒子離開搜索空間的可能性。速度鉗制的公式可以表示為：??maxmaxddvv?（3）m

6、axmaxmaxmaxmaxmaxnddijnnnddijijijnddijvvvvvvvvvvv?????????????一顆粒子的新位子可以用公式（2）來計算。每一顆粒子的個體最佳位置被更新，用公式：（4）1()()()()nnnijijijnijnnnijijijJJpxppxJJpx?????????全局的最佳位置通過粒子先前的每一步被找到，并且被定義為：（5）1argmin()12nngjijJiNpp??????在方程中變量

7、被稱為慣性權重。慣性權重是用來控制以前的速度流速的影響，以影響ww“飛點”在的全局和局部的探索能力。大的慣性重量有利于全局探索，但是小的慣性變量方便局部探索當前的搜索范圍。選擇合適的慣性重量可提供全局和局部之間的平衡探索能力和要求較少的平均迭代找到最佳的位置。有一種簡單的方法，值是隨著迭代線性的減少，通過數學方法，描述為：w（6）maxminmaxmaxwwwwiteriter???其中是起始的權重，是最終的權重，是最大的迭代次數，是當

8、前的迭代次數。maxwminwmaxiteriter通常，我們定義的慣性權重在迭代期間線性從0.9下降到0.4[3]。w2、擬解決問題(1).結合PSO算法，綜述典型方案的優(yōu)缺點。(2).應用各種算法和方法，估計各次諧波的幅值與相位，力圖得到諧波小的SPWM波形生成的最佳調制比、占空比的實用方法。從而提出一種實用的諧波幅值與相位的估計與分析方法，給出算法的具體步驟。(3).對結果進行分析，并在不同信噪比下比較辨識的結果，如辨識精度，收斂