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基于重复-H_∞控制的三电平PWM变流器研究
摘要：本文基于重复-H_∞控制理论，研究了三电平PWM变流器的控制方法，通过简单直观的规划矢量选择算法，实现了高效、直观、稳定的控制。文中详细介绍了三电平PWM变流器的基本原理、控制策略、规划矢量选择算法等相关内容，最后通过MATLAB仿真验证表明了该方法的可行性和有效性。
1.引言
三电平PWM变流器是一种常用的变流器，在交流电-直流电转换、电能质量控制等领域有广泛的应用。而变流器的效率、稳定性和控制精度等问题一直是研究热点。控制策略是影响变流器性能最重要的因素之一。本文根据重复-H_∞控制理论，探究了一种高效稳定、适用于三电平PWM变流器的控制方法。
2.三电平PWM变流器
三电平PWM变流器是一种宽容度较高的变流器，在稳态和动态性能方面要优于两电平PWM变流器。其基本原理是通过控制一组三角波信号的频率和相角，实现对电网侧电压和电流的控制。其不同输出电平可用于不同的负载调节情况，不仅可以控制电压，还可以控制输出电流的大小和方向。
3.重复-H_∞控制方法
重复-H_∞控制是一种根据系统重复建立的控制器，其控制矢量根据重复频率持续进行选择。该控制方法可以有效降低系统不确定性、抵御外部扰动。在变流器控制中，重复-H_∞控制可以通过规划矢量的选择来达到稳定输出，抵御负载扰动和谐波等外部干扰。
4.规划矢量选择算法
规划矢量选择算法是一种用于选择合适控制矢量的方法。在三电平PWM变流器中，该算法可以通过选择合适的换向时机，实现一定输出电压、电流的调节，并保证谐波水平较低。其具体步骤如下：
（1）选择变换向量，即选择下一次换向时信号的组成方式；
（2）根据变换向量计算下一次换向的时刻，即重复频率；
（3）评估换向后的输出电压和电流，按要求进行调节；
（4）回到步骤（1），不断进行循环操作。
5.仿真结果与分析
本文使用MATLAB对于重复-H_∞控制方法的控制效果进行了仿真分析。仿真环节分为以下三个步骤:三电平PWM变流器的输出电压波形、变流器的输入电压波形和输出电流波形。仿真变量包括：控制频率、重复频率、换向时刻、控制方法等。
仿真结果表明，所采用的重复-H_∞控制方法确实实现了对三电平PWM变流器输出电压和电流的高效、快速、准确控制，并能够有效降低谐波水平、抵御扰动干扰、保证系统的稳定运行。
6.结论
本文探究了一种基于重复-H_∞控制的三电平PWM变流器控制方法，并通过详细而清晰的控制流程和仿真分析，验证了该方法的可行性和有效性。该控制方法不仅可以有效提高三电级PWM的控制精度和稳定性，还具有一定的鲁棒性和稳健性，有望成为三电平PWM变流器控制的一个重要思路。未来，可以进一步对于该方法进行实验验证和工程应用探索。