基于多项式插值的特定消谐变换器开关角度的计算方法技术

本发明专利技术涉及一种关于特定谐波消除脉宽调制变换器开关角度的计算方法，首先将消谐方程组转化为多项式方程组，然后基于结式运算将多项式方程组三角化，最后通过逐次代入求解一元高次多项式方程得出开关角度。在方程组的三角化过程中，利用了多项式插值原理将复杂结式行列式的展开运算转化为插值点计算以及线性方程组求解两个步骤，避免了中间表达式膨胀的问题，同时该方法适合于在多核计算平台上并行实现，运行时间可控，极大地提高了计算效率。该方法的最大优点是无需给定初值且能得出消谐方程组的所有解。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子系统及其控制方法领域，特别是关于逆变器以及多电平变 换器的控制与谐波消除方法，具体地说，是一种关于特定谐波消除（se 1 e c t i Ve Harmon i C Eliminated, SHE)开关角度的计算方法。
技术介绍
特定谐波消除脉宽调制（以下简称SHEPWM)技术不同于传统的波形调制PWM技术， 它是一种通过数学计算来求得开关角度的方法。与采用正弦脉宽调制技术的逆变器相比， 采用SHEPWM技术的逆变器具有开关频率低、开关损耗小和波形质量高等特点。由于消除了 低次谐波，剩余谐波多集中于高频，可以大大降低对滤波器的要求，此外还可以获得较高的 电压增益，节约能源。如图1所示为单极性SHEPWM技术的输出波形，其中 四分之一周期中的开关角度，N为开关点数。根据函数的奇偶对称性，输出波形的傅里叶展 开中只含有奇数次正弦分量，如(式1)所示。

【技术保护点】
一种特定谐波消除脉宽调制变换器开关角度的计算方法，包括以下主要步骤：步骤1：利用三角函数倍角公式及变量代换将特定消谐方程组转化为多项式方程组；步骤2：对转化得到的多项式方程组，对其进行三角化；步骤3：根据变元个数由少至多逐次代入求解三角化多项式方程组，并舍弃不满足约束条件的实解，直至所有多项式方程求解完毕；步骤4：对满足约束条件的所有实解，利用反余弦公式求出相应的开关角度； 其特征在于，步骤2采用的变元消去方法包括以下步骤：步骤51：根据输入的两个多项式及待消去的变元，建立Sylvester矩阵；步骤52：估计各变元的次数和总的插值点数量；步骤53：对每一个变元，根据其插值点建立相应的Vandermonde矩阵；步骤54：在每一个多元插值点上，计算Sylvester矩阵的行列式值；步骤55：求解线性方程组得到系数向量；步骤56：根据系数向量构造消元之后的多项式。

【技术特征摘要】
1. 一种特定谐波消除脉宽调制变换器开关角度的计算方法，包括以下主要步骤： 步骤1 :利用三角函数倍角公式及变量代换将特定消谐方程组转化为多项式方程组； 步骤2 :对转化得到的多项式方程组，对其进行三角化； 步骤3 :根据变元个数由少至多逐次代入求解三角化多项式方程组，并舍弃不满足约 束条件的实解，直至所有多项式方程求解完毕； 步骤4 :对满足约束条件的所有实解，利用反余弦公式求出相应的开关角度； 其特征在于，步骤2采用的变元消去方法包括以下步骤： 步骤51 :根据输入的两个多项式及待消去的变元，建立Sylvester矩阵； 步骤52 :估计各变元的次数和总的插值点数量； 步骤53 :对每一个变元，根据其插值点建立相应的Vandermonde矩阵； 步骤54 :在每一个多元插值点上，计算Sylvester矩阵的行列式值； 步骤55 :求解线性方程组得到系数向量； 步骤56 :根据系数向量构造消元之后的多项式。2. 根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤2采用的变元消去方法使用 了并行计算的方法，具体包括如下步骤： 步骤61 :主计算节点根据输入的两个多项式及待消去的变元，建立Sylvester矩阵，并 估计各变元的次数和总的插值点数量； 步骤62 :主计算节点将总的插值点集合划分成若干子集，生...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨克虎，陈良育，郁文生，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，华东师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11