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基于双重傅里叶级数的混沌SPWM频谱量化分析

刘永迪 李虹 张波 郑琼林 游小杰

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基于双重傅里叶级数的混沌SPWM频谱量化分析

刘永迪, 李虹, 张波, 郑琼林, 游小杰

Spectrum calculation of chaotic SPWM signals based on double fourier series

Liu Yong-Di, Li Hong, Zhang Bo, Zheng Qiong-Lin, You Xiao-Jie
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  • 混沌SPWM控制因其可以有效地降低变换器的电磁干扰而得到越来越多的关注,目前对于电磁干扰效果的分析主要以仿真和实验为主,缺乏一种量化的分析方法. 本文利用双重傅里叶级数的方法,首先给出了多周期及准随机SPWM的频谱量化表达式,并且针对多周期SPWM进行了频谱计算与仿真的对比验证,然后本文将此计算方法拓展应用到混沌SPWM中,并分析了混沌频谱计算的可行性. 为了验证不同映射及不同载波周期波动范围对频谱的影响,文中选择了常用的Tent和Chebyshev 映射分别进行了对比实验,实验结果表明,载波周期波动范围对扩频效果具有较大的影响,而且从长期看,混沌序列的分布概率密度会影响扩频的效果,从短期来看,序列的初始值选取也会对扩频效果有较大影响. 本文的频谱分析方法对混沌SPWM抑制电磁干扰原理提供了一定的理论基础,而且可以为其工程实践提供设计参考.
    Chaotic SPWM control has attracted much interests due to its effectiveness for EMI suppression in power converters. However, most researches focus on the simulation and experiment of power converter under chaotic SPWM control, which is lacking a quantitative method. Based on double Fourier series this paper provides a spectrum calculation method for multi-period SPWM or quasi-random SPWM signals firstly, and the related spectrum calculation and simulation for multi-period SPWM are given to verify the accuracy of the spectrum calculation method; then the calculation method is extended to the spectral analysis of chaotic SPWM signals. To observe the impact on the spectrum of chaotic SPWM signals generated by different mappings and in different variation ranges of carrier period, a spectrum comparison between the Tent and Chebyshev mappings is conducted, in which results indicate that the variation range of the carrier period and the selection of mappings have a great influence on spectrum distribution; in the long term, probability density distribution of chaotic mapping will certainly affect the spectrum, and in the short term the initial value of the mapping will also affect the spread spectrum distribution. In summary, the proposed spectrum calculation method in this paper provides a theoretical foundation for the spread spectrum principle of chaotic SPWM control and for the design reference in practical engineering application.
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(批准号:51007004)、国家自然科学基金重点项目(批准号:50937001)、中央高校基本科研业务费(批准号:2012JBM096)、北京高等学校青年英才计划项目(批准号:YETP0569)和北京市自然科学基金(批准号:3142015)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Young Scientists Fund of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 51007004), the Key Program of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50937001), the Fundamental Research Funds for the Central Universities of China (Grant No. 2012JBM096), the Beijing Higher Education Young Elite Teacher (Grant No. YETP0569), and the Beijing Natural Science Foundation (Grant No. 314205).
    [1]

    Chen G C 2007 PWM Inverter Technology and Application (BeiJing: China Power Press) pp18-33 (in Chinese)[陈国呈2007 PWM 逆变技术及应用(北京: 中国出版社) 第18–33 页]

    [2]

    Grahame Holmes D, Lipo T A 2003 Pulse width modulation for power converters: principles and practice (Piscataway: IEEE Press) pp105-118

    [3]

    Hossein G, Amir H, Azita A 2013 Chin. Phys. B 22 010503

    [4]

    Hua G C, Lee F C 1995 IEEE Trans. Ind. Electro. 42 595

    [5]

    Trzynadlowski A M, Blaabjerg F, Pedersenet J K 1994 IEEE Trans. Ind. Appl. 30 1166

    [6]

    Li H, Li Z, Zhang B, Tang W K S, Halang W A 2009 IEEE IEEE Circ. Syst. Mag. 9 10

    [7]

    Jia M M, Zhang G S, Niu H 2013 Acta Phys. Sin. 62 130503 (in Chinese) [贾美美, 张国山, 牛弘2013 物理学报 62 130503]

    [8]

    Li H, Li Z, Zhang B, Wang F L, Tan N L, Halang W A 2010 IEEE Trans. Electro. Compat. 52 1001

    [9]

    Zhao H, Ma Y J, Liu S J, Gao S G, Zhong D 2011 Chin. Phys. B 20 120501

    [10]

    Li G L, Li C Y, Chen X Y, Zhang X W 2013 Acta Phys. Sin. 62 210505 (in Chinese) [李冠林, 李春阳, 陈希有, 张效伟2013 物理学报62 210505]

    [11]

    Li H, Li Z, Zhang B, Zheng T Q, Halang W A 2011 Int. J. Circ. Theor. Appl. 39 451

    [12]

    Yang R, Zhang B, Qiu D Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 1389 (in Chinese)[杨汝, 张波2008 物理学报57 1389]

    [13]

    Yang R, Zhang B 2006 Acta Phys. Sin. 55 5667 (in Chinese)[杨汝, 张波2005 物理学报55 5667]

    [14]

    Li H, Lin F, Li Z, You X J, Zheng T Q, Zhang B 2013 Int. J. Comput. Math. Electr. Electron. Eng. 32 750

    [15]

    Yang L, Zhang B, Qiu D Y 2007 Diangong Jishu Xuebao/Transact 22 110 (in Chinese) [杨汝, 张波, 丘东元 2007 电工技术学报22 110]

    [16]

    Bowes S R, Bird B M 1975 Proc. Inst. Electr. Eng. 122 507

    [17]

    Li H, Liu Y D, Lv J H, Zheng T Q, Yu X H IEEE Trans. Ind. Electron. submitted

    [18]

    Li H, Li Z, Lin F, Zhang B 2012 Int. J. Circ. Theor. Appl. Published online in Wiley Online Library

    [19]

    Zhang H, Zhang T N, Shen J H, Li Y 2008 Control and Decision 23 857 (in Chinese) [张浩, 张铁男, 沈继红, 李阳2008 控制与决策23 857]

    [20]

    Shi J 2008 Modern Electronics Technology 23 93 (in Chinese) [石军2008 现代电力电子技术23 93]

  • [1]

    Chen G C 2007 PWM Inverter Technology and Application (BeiJing: China Power Press) pp18-33 (in Chinese)[陈国呈2007 PWM 逆变技术及应用(北京: 中国出版社) 第18–33 页]

    [2]

    Grahame Holmes D, Lipo T A 2003 Pulse width modulation for power converters: principles and practice (Piscataway: IEEE Press) pp105-118

    [3]

    Hossein G, Amir H, Azita A 2013 Chin. Phys. B 22 010503

    [4]

    Hua G C, Lee F C 1995 IEEE Trans. Ind. Electro. 42 595

    [5]

    Trzynadlowski A M, Blaabjerg F, Pedersenet J K 1994 IEEE Trans. Ind. Appl. 30 1166

    [6]

    Li H, Li Z, Zhang B, Tang W K S, Halang W A 2009 IEEE IEEE Circ. Syst. Mag. 9 10

    [7]

    Jia M M, Zhang G S, Niu H 2013 Acta Phys. Sin. 62 130503 (in Chinese) [贾美美, 张国山, 牛弘2013 物理学报 62 130503]

    [8]

    Li H, Li Z, Zhang B, Wang F L, Tan N L, Halang W A 2010 IEEE Trans. Electro. Compat. 52 1001

    [9]

    Zhao H, Ma Y J, Liu S J, Gao S G, Zhong D 2011 Chin. Phys. B 20 120501

    [10]

    Li G L, Li C Y, Chen X Y, Zhang X W 2013 Acta Phys. Sin. 62 210505 (in Chinese) [李冠林, 李春阳, 陈希有, 张效伟2013 物理学报62 210505]

    [11]

    Li H, Li Z, Zhang B, Zheng T Q, Halang W A 2011 Int. J. Circ. Theor. Appl. 39 451

    [12]

    Yang R, Zhang B, Qiu D Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 1389 (in Chinese)[杨汝, 张波2008 物理学报57 1389]

    [13]

    Yang R, Zhang B 2006 Acta Phys. Sin. 55 5667 (in Chinese)[杨汝, 张波2005 物理学报55 5667]

    [14]

    Li H, Lin F, Li Z, You X J, Zheng T Q, Zhang B 2013 Int. J. Comput. Math. Electr. Electron. Eng. 32 750

    [15]

    Yang L, Zhang B, Qiu D Y 2007 Diangong Jishu Xuebao/Transact 22 110 (in Chinese) [杨汝, 张波, 丘东元 2007 电工技术学报22 110]

    [16]

    Bowes S R, Bird B M 1975 Proc. Inst. Electr. Eng. 122 507

    [17]

    Li H, Liu Y D, Lv J H, Zheng T Q, Yu X H IEEE Trans. Ind. Electron. submitted

    [18]

    Li H, Li Z, Lin F, Zhang B 2012 Int. J. Circ. Theor. Appl. Published online in Wiley Online Library

    [19]

    Zhang H, Zhang T N, Shen J H, Li Y 2008 Control and Decision 23 857 (in Chinese) [张浩, 张铁男, 沈继红, 李阳2008 控制与决策23 857]

    [20]

    Shi J 2008 Modern Electronics Technology 23 93 (in Chinese) [石军2008 现代电力电子技术23 93]

  • [1] 陈星宇, 周昕, 白星, 余展, 王玉杰, 李欣家, 刘洋, 孙铭泽. 傅里叶鬼成像与正弦鬼成像的等价性分析. 物理学报, 2023, 72(14): 144202. doi: 10.7498/aps.72.20222317
    [2] 王钰豪, 刘建国, 徐亮, 成潇潇, 邓亚颂, 沈先春, 孙永丰, 徐寒杨. 傅里叶红外光谱气体检测限的定性分析. 物理学报, 2022, 71(9): 093201. doi: 10.7498/aps.71.20212366
    [3] 董磊, 卢振武, 刘欣悦, 李正炜. 三种降采样成像策略的性能优化以及与传统傅里叶望远镜的比较. 物理学报, 2019, 68(7): 074203. doi: 10.7498/aps.68.20181801
    [4] 张书赫, 邵梦, 张盛昭, 周金华. 傅里叶域中的光线. 物理学报, 2019, 68(21): 214202. doi: 10.7498/aps.68.20190839
    [5] 张雷雷, 唐立金, 张慕阳, 梁艳梅. 对称照明在傅里叶叠层成像中的应用. 物理学报, 2017, 66(22): 224201. doi: 10.7498/aps.66.224201
    [6] 王龙生, 赵彤, 王大铭, 吴旦昱, 周磊, 武锦, 刘新宇, 王安帮. 利用混沌激光多位量化实时产生14 Gb/s的物理随机数. 物理学报, 2017, 66(23): 234205. doi: 10.7498/aps.66.234205
    [7] 张羽, 罗秀娟, 曹蓓, 陈明徕, 刘辉, 夏爱利, 兰富洋. 傅里叶望远镜发射阵列的冗余度及冗余度-斯特列尔比-目标信息特性分析. 物理学报, 2016, 65(11): 114201. doi: 10.7498/aps.65.114201
    [8] 于树海, 董磊, 刘欣悦, 凌剑勇. 傅里叶望远镜重构图像虚像分析. 物理学报, 2015, 64(18): 184205. doi: 10.7498/aps.64.184205
    [9] 李红祺. 随机平衡设计傅里叶振幅敏感性分析方法和拓展傅里叶振幅敏感性分析方法在陆面过程模式敏感性分析中的应用探索. 物理学报, 2015, 64(6): 069201. doi: 10.7498/aps.64.069201
    [10] 王建栋, 郭维栋, 李红祺. 拓展傅里叶幅度敏感性检验(EFAST)在陆面过程模式中参数敏感性分析的应用探索. 物理学报, 2013, 62(5): 050202. doi: 10.7498/aps.62.050202
    [11] 陈明惠, 丁志华, 王成, 宋成利. 基于法布里-珀罗调谐滤波器的傅里叶域锁模扫频激光光源. 物理学报, 2013, 62(6): 068703. doi: 10.7498/aps.62.068703
    [12] 胡乃红, 周宇飞, 陈军宁. 单相SPWM逆变器快标分叉控制及其稳定性分析. 物理学报, 2012, 61(13): 130504. doi: 10.7498/aps.61.130504
    [13] 曾祥楷, 饶云江. 长周期光纤光栅傅里叶模式耦合理论. 物理学报, 2010, 59(12): 8607-8614. doi: 10.7498/aps.59.8607
    [14] 曾祥楷, 饶云江. Bragg光纤光栅傅里叶模式耦合理论. 物理学报, 2010, 59(12): 8597-8606. doi: 10.7498/aps.59.8597
    [15] 赵磊, 隋展, 朱启华, 张颖, 左言磊. 分步傅里叶法求解广义非线性薛定谔方程的改进及精度分析. 物理学报, 2009, 58(7): 4731-4737. doi: 10.7498/aps.58.4731
    [16] 黄素娟, 王朔中, 于瀛洁. 共轭对称延拓傅里叶计算全息. 物理学报, 2009, 58(2): 952-958. doi: 10.7498/aps.58.952
    [17] 杨 汝, 张 波. 开关变换器混沌PWM频谱量化特性分析. 物理学报, 2006, 55(11): 5667-5673. doi: 10.7498/aps.55.5667
    [18] 刘劲松, 刘 海, 王 春. 二维随机介质中准态模的频谱时间演化特性. 物理学报, 2005, 54(7): 3116-3122. doi: 10.7498/aps.54.3116
    [19] 蔡履中, 张幼文. 彩虹全息图成象的傅里叶分析. 物理学报, 1982, 31(8): 1020-1029. doi: 10.7498/aps.31.1020
    [20] 林为干. 某些傅里葉级数的求和法. 物理学报, 1955, 11(6): 429-438. doi: 10.7498/aps.11.429
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-11-28
  • 修回日期:  2013-12-18
  • 刊出日期:  2014-04-05

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