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基于多种群遗传算法的SHEPWM控制技术

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:传统数值算法求解SHEPWM 消谐模型时对开关角度初值的选择依赖性较强,当初值选择不合适时,有可能导致算法不收敛。文献[90,91]采用传统遗传算法对三电平逆变器SHEPWM 消谐模型进行求解,得出全调制度下的一组解,但是该算法迭代速度较慢,且容易发生早熟。

基于多种群遗传算法的SHEPWM控制技术

传统数值算法求解SHEPWM 消谐模型时对开关角度初值的选择依赖性较强,当初值选择不合适时,有可能导致算法不收敛。随着计算机技术的快速发展,使得利用智能优化算法对SHEPWM 消谐模型进行求解成为可能。智能优化算法可以在不需要初值的情况下,搜索到全局最优解或误差范围内最优解的近似解。文献[90,91]采用传统遗传算法(Standard Genetic Algorithm,SGA)对三电平逆变器SHEPWM 消谐模型进行求解,得出全调制度下的一组解,但是该算法迭代速度较慢,且容易发生早熟。文献[92]提出了一种蚁群优化算法(Ant Colony Optimization Algorithm,ACOA),该方法利用正反馈机制、分布式计算启发式概率搜索方法同样得出一组角度解,但是这种算法的反馈时间长、效率较低。文献[93]将粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)应用到SHEPWM 方程组的求解之中,通过对粒子群的飞行速度和方向的实时更新,使进化朝着特定目标动态进行,搜索速度大幅提高,但是该算法对粒子飞行速度的选择依赖性较强,易造成局部收敛,得出的解不够精确。文献[94]提出一种细菌觅食算法(Bacterial Foraging Algorithm,BFA),对于非线性方程组的求解有很好的效果,但是它对步长的依赖性较强,有时会出现搜索停滞现象,导致算法过早收敛。

智能算法自身也存在一定的缺陷,需要有针对性地进行改进。考虑到SGA 具有鲁棒性能好、收敛性强、收敛速度快、更适合搜索全局最优解等优点,本节引入了一种多种群遗传算法[95](MPGA)对SHEPWM 消谐模型进行求解,且针对低调制度下算法不收敛的问题,采用多波段SHEPWM 模式拓宽调制度。在不需要初值的情况下,得出了全调制度范围内所有开关角度解的轨迹。最后通过仿真实验研究验证了方法的正确性和可行性。(www.xing528.com)

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