具体描述
《电力电子变换器的建模和控制》内容立足于电力电子、控制系统和信号处理的学科交叉，覆盖部分工业电子领域。《电力电子变换器的建模和控制》分为两部分：1）电力电子变换器建模，涵盖电力电子变换器建模的主要主题，包括开关模型、典型和通用平均模型及降阶模型；2）电力电子变换器控制，探讨电力电子变换器控制方法，涵盖线性和非线性控制方法。书中关于每个问题都将理论和实践相结合，并给出直观的案例。书中案例研究问题源于工程实际，并给出完整的求解过程。《电力电子变换器的建模和控制》应用MATLAB®- Simulink ®软件，给出了必要的仿真和注解，以便读者深刻理解控制结构运行的要点。
《电力电子变换器的建模和控制》可作为电力电子领域硕士研究生教材使用，也可供从事电力电子技术领域研究工作的研究者和专业人士参考。
作者简介
Seddik Bacha是法国格勒诺布尔约瑟夫•傅里叶大学的教授，并且积极地在格勒诺布尔电气工程实验室（G2Elab）的电力系统课题组开展研究。他在2001～2012年间担任课题组组长。自1990年以来，他研究和教学的领域是电力电子结构的建模和非线性控制，取得不同程度的进展之后，现阶段他的研究重点为电力电子控制、可再生能源并网和电网能量优化[电动汽车入网技术（V2G）、智能家居等]。他在格勒诺布尔约瑟夫•傅里叶大学和格勒诺布尔理工学院教授的课程中，“电力电子结构”是本科生课程，“电力电子系统建模”和“电力电子系统控制”是电气工程研究生课程。除了担任科研项目负责人之外，Bacha教授作为合作者拥有3项专利，参加了17本书部分章节的编写，发表了200多篇期刊论文和高水平国际会议论文。
Iulian Munteanu在1996年于罗马尼亚多瑙河下游大学取得了应用电子学士学位，在1997年于法国勒阿弗尔大学取得了仪器测量与控制硕士学位，在2006年于罗马尼亚多瑙河下游大学取得了自动化控制博士学位。从1998年到2011年，他在多瑙河下游大学电子和通信系工作。从2000年开始，在法国格勒诺布尔电气工程实验室，以Daniel Roye和Seddik Bacha作为导师，他进行了博士和博士后的研究，主要方向为用于可再生能源转换的电力电子系统。这期间他作为合著者编写了2本书，获得了1项专利，参加了1本书部分章节的编写，发表了7份研究报告以及40多篇期刊论文和高水平国际会议论文。现阶段，Iulian Munteanu 作为博士后研究员在法国格勒诺布尔图像、语音、信号与自动化控制实验室（GIPSA-lab）的控制系统课题组工作。他的研究方向为电力电子变换器控制以及可再生能源转换系统控制。
Antoneta Iuliana Bratcu在1996年于罗马尼亚多瑙河下游大学取得了电气工程硕士学位，在2001年于法国弗朗什-孔泰大学取得了自动化控制与计算机工程博士学位。在1995～2011年，她在多瑙河下游大学工作。2002～2005年，她分别在法国特鲁瓦技术大学和圣太田国立高等矿业学校完成了两项博士后研究。在2007年12月至2009年12月，她作为格勒诺布尔电气工程实验室的博士后研究员在Seddik Bacha教授领导的课题组工作。她作为合著者编写了3本书，获得了1项专利，发表了5份研究报告以及60多篇期刊论文和高水平国际会议论文。现阶段她是格勒诺布尔理工学院的副教授，并且与GIPSA-lab展开合作。她的研究方向为用于能量转换系统的连续和断续优化控制。
目录信息
译者序
原书序一
原书序二
原书前言
第1章简介1
1.1电力系统中电力电子变换器的功能和目标1
1.2电力电子变换器建模、仿真和控制需求分析2
1.3本书内容的涉及范围和结构3
参考文献3
第一部分电力电子变换器建模
第2章电力电子变换器建模简介5
2.1模型5
2.1.1什么是模型5
2.1.2建模的范围5
2.2模型的类型6
2.2.1开关模型8
2.2.2采样数据模型9
2.2.3平均模型10
2.2.4大信号和小信号模型10
2.2.5行为模型13
2.2.6示例14
2.3模型应用16
2.3.1各种模型之间的联系16
2.3.2建模和控制之间的联系16
2.3.3模型的其他可能用途16
2.4本章小结18
参考文献18
第3章开关模型19
3.1数学建模19
3.1.1通用数学框架19
3.1.2双线性形式21
3.2建模方法21
3.2.1基本假定：状态变量21
3.2.2通用算法22
3.2.3示例23
3.3案例研究：三相电压源型整流器29
3.4本章小结36
思考题36
参考文献41
第4章经典平均模型42
4.1本章简介42
4.2定义和基础知识43
4.2.1滑动平均43
4.2.2状态变量平均44
4.2.3开关周期平均44
4.2.4电力电子电路平均化完整过程44
4.3平均方法45
4.3.1图形法45
4.3.2解析法46
4.4平均化误差分析47
4.4.1精确采样数据模型47
4.4.2精确采样模型和精确平均模型之间的联系49
4.5小信号平均模型51
4.5.1连续小信号平均模型51
4.5.2采样数据小信号模型52
4.5.3示例52
4.6案例研究：buck-boost变换器54
4.7平均模型的优点和局限性63
思考题63
参考文献75
第5章通用平均模型77
5.1本章简介77
5.2原理78
5.2.1基础知识78
5.2.2与一阶分量模型的联系79
5.2.3与经典平均模型的联系80
5.3示例80
5.3.1状态变量实例81
5.3.2无源电路实例81
5.3.3耦合电路实例81
5.3.4开关函数83
5.4平均方法84
5.4.1解析法84
5.4.2图形法85
5.5通用平均模型和实际波形之间的联系86
5.5.1从通用平均模型中提取时变信号86
5.5.2从时变信号中提取通用平均模型87
5.6采用通用平均模型表示交流变量中有功和无功分量89
5.7案例研究92
5.7.1感应加热电流源型逆变器92
5.7.2串联谐振变换器96
5.7.3通用平均模型的局限性：示例98
5.7.4PWM变换器100
5.8本章小结110
思考题110
附录115
参考文献116
第6章降阶平均模型118
6.1本章简介118
6.2原理119
6.3通用方法120
6.3.1交流变量示例：感应加热电流源型逆变器121
6.3.2断续导通模式示例：buck-boost变换器124
6.4案例研究127
6.4.1晶闸管控制电抗器建模127
6.4.2DC-DCboost变换器工作在断续导通模式129
6.5本章小结134
思考题134
参考文献138
第二部分电力电子变换器控制
第7章电力电子变换器通用控制理论140
7.1电力电子变换器控制目标140
7.2电力电子变换器特殊的控制问题142
7.3不同控制方法144
7.4本章小结145
参考文献146
第8章DC-DC功率变换器线性控制方法147
8.1线性化平均模型，控制目标和相关的设计方法147
8.2直接输出控制148
8.2.1假设和算法设计148
8.2.2buck-boost变换器示例150
8.3间接输出控制：双环级联控制结构153
8.3.1假设和算法设计154
8.3.2双向DC-DC变换器示例157
8.3.3带有非最小相位行为的DC-DC变换器双环级联控制结构160
8.4通过极点配置调整系统动态的变换器控制方法164
8.4.1假设和算法设计164
8.4.2buck变换器示例167
8.5数字控制问题169
8.5.1数字控制方法设计169
8.5.2光伏应用中boostDC-DC变换器获取数字控制律示例171
8.6案例研究173
8.6.1用超前－滞后控制实现的boost变换器输出电压直接控制173
8.6.2通过极点配置实现的boost变换器输出电压直接控制177
8.7本章小结182
思考题183
参考文献188
第9章DC-AC和AC-DC功率变换器线性控制方法190
9.1背景190
9.2旋转dq坐标下控制方法191
9.2.1单相并网逆变器示例195
9.3谐振控制器199
9.3.1谐振控制的必要性199
9.3.2比例谐振控制的基础200
9.3.3设计方法204
9.3.4具体实现时的若干问题209
9.3.5复合
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
这本书真是为那些希望深入理解电力电子变换器核心技术的人量身打造的。我最看重的是书中对建模方法的严谨性和全面性。它不仅仅停留在基础的数学推导，而是深入探讨了不同建模方法的优缺点，以及在不同应用场景下的选择考量。比如，在小信号建模方面，它应该会详细介绍如何提取参数，如何进行稳定性分析，以及如何与实际测量结果进行对比验证。对于平均模型，我希望它能阐述如何处理开关的非线性特性，以及如何简化模型以方便控制设计。更重要的是，书中对控制理论的应用也应该有精彩的呈现。我期待看到如何将现代控制理论，如状态空间平均法、离散时间建模等，巧妙地融入到变换器控制的设计过程中。书中对于不同控制策略的比较分析，比如瞬态响应、稳态精度、鲁棒性等方面的权衡，也会是我非常关注的重点。总而言之，这本书在我看来，是连接理论与实践的桥梁，是提升电力电子变换器设计能力的宝贵资源。
评分这本书的题目就足够吸引人了，尤其是“建模和控制”这两个关键词，直接点明了电力电子变换器设计的两大核心环节。我非常期待书中对不同变换器拓扑的建模方法进行系统性的介绍。例如，对于常见的DC-DC变换器，如Buck、Boost、Buck-Boost等，书中是否会提供详细的数学模型推导，包括使用平均模型法、基尔霍夫电压/电流定律法等，以及这些模型在时域和频域上的特性分析。我尤其关注模型如何反映变换器的动态行为，以及如何通过模型来预测其在不同工作模式下的性能。在控制部分，我希望书中能涵盖多种控制策略，从经典的PID控制，到更先进的数字控制算法，如模型预测控制（MPC）、自适应控制等，并详细介绍它们在不同变换器拓扑上的应用案例。书中对于控制参数整定的方法和技巧，以及如何通过仿真验证控制器的有效性，是我非常期待的内容。这本书的价值在于能够帮助读者建立起从理解变换器物理原理，到构建数学模型，再到设计有效控制策略的完整知识体系。
评分这本书我早就听说了，一直想找机会拜读一下，听说它对理解电力电子变换器的工作原理和设计方法有着深入的剖析。我特别期待书中关于不同拓扑结构变换器（比如Buck、Boost、Buck-Boost、Flyback、Forward，以及更复杂的Cuk、SEPIC、Zeta等）的详细建模方法，比如如何建立其数学模型，包括小信号模型和平均模型，这对后续的控制策略设计至关重要。另外，我希望书中能介绍如何利用这些模型进行动态分析，预测变换器在不同工作条件下的响应，这对于确保系统的稳定性和性能至关重要。比如，在负载变化或者输入电压波动时，变换器是如何响应的，模型能否准确预测这些行为。我还会关注书中关于如何利用这些模型来指导控制器设计的部分，比如PID控制器、滑模控制器、以及更先进的模型预测控制等，以及这些控制方法在不同变换器拓扑上的适用性。希望书中能提供丰富的实例和仿真结果，帮助我更直观地理解理论知识，并且能将理论应用于实际工程中。
评分阅读这本书，我最期待的是它在电力电子变换器控制方面的深度和广度。书中应该会详细介绍各种控制环路的设计，包括电压模式控制、电流模式控制，以及混合控制策略。我希望能看到关于如何设计电流环和电压环的详细步骤，以及如何进行环路补偿以达到最佳的动态性能和稳定性。同时，书中对高级控制技术如滑模控制、模糊逻辑控制、神经网络控制在电力电子变换器中的应用，我也充满了好奇。我希望作者能够深入浅出地解释这些控制方法的原理，并提供相应的数学模型和仿真示例，以便我能够更好地理解其优势和局限性。此外，书中对于不同控制策略的鲁棒性、抗扰性以及对参数变化的敏感性进行深入分析，将极大地帮助我选择和设计最适合特定应用的控制方案。这本书不仅仅是理论的堆砌，更应该是为实际工程应用提供指导和解决方案。
评分这本书的书名“电力电子变换器的建模和控制”直接击中了我目前在学习和工作中的痛点。我一直对如何准确地对电力电子变换器建立数学模型感到困惑，尤其是对于一些复杂的拓扑结构，模型的建立过程往往牵涉到很多细节。我希望书中能够提供清晰、系统性的建模方法，包括如何利用基尔霍夫定律、电容电压守恒、电感电流守恒等基本原理来推导变换器的代数方程和微分方程。我特别期待书中能够深入讲解不同建模方法的优缺点，以及如何根据实际需求选择合适的模型。在控制方面，我希望书中能够涵盖从基础的PID控制到更复杂的数字控制算法，例如模型预测控制（MPC）。书中对于如何设计合适的控制器，以及如何通过仿真来验证控制器的性能，例如瞬态响应、稳态精度、抗扰能力等，将是我的重点关注对象。我希望这本书能够为我提供一套完整的解决思路，帮助我更好地理解和掌握电力电子变换器的设计和应用。
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