一種新型混沌擴(kuò)頻spwm波生成方法
【專利摘要】一種新型混沌擴(kuò)頻SPWM波生成方法，1、確定互變參數(shù)雙混沌序列的混沌變參數(shù)的變化區(qū)間，2、將Logistic混沌序列和Tent混沌序列的固定混沌參數(shù)替換為混沌變參數(shù)，3、利用混沌變參數(shù)生成混沌序列，4、計(jì)算混沌三角波的斜率系數(shù)，5、利用互變參數(shù)雙混沌序列將混沌三角波斜率混沌化，6、利用SPWM波生成模塊的外部時(shí)鐘計(jì)數(shù)得到混沌三角波值，7、當(dāng)混沌三角波計(jì)數(shù)值達(dá)到0時(shí)，重復(fù)以上步驟，即可得到混沌三角波，其值儲存于TRG內(nèi)以備調(diào)用，8、從控制器獲得需要調(diào)制的正弦波的參數(shù)，生成正弦表，9、計(jì)算正弦表更新步長，10、更新正弦波值，11、得到正弦波的值，儲存于SIN內(nèi)以備調(diào)用，12、將TRG與SIN比較，輸出混沌SPWM波形；本發(fā)明具有快速、實(shí)時(shí)、低諧波的特點(diǎn)。
【專利說明】一種新型混沌擴(kuò)頻SPWM波生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及SPWM波的生成【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種新型混沌擴(kuò)頻SPWM波生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制組成，電壓輸出為PWM(Pulse width modulation,PWM)波形。PWM就是脈沖寬度調(diào)制，也就是占空比可變的脈沖波形，在實(shí)際輸出中，不同的占空比等價(jià)于不同的輸出電平，從而可以通過調(diào)節(jié)占空比來達(dá)到等價(jià)于模擬電壓輸出的效果。PWM控制技術(shù)以該結(jié)論為理論基礎(chǔ)，對半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的規(guī)則對各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，既可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。
[0003]將正弦波調(diào)制為PWM波就是SPWM波，現(xiàn)在通用的變頻器基本都是直接以SPWM波來直接驅(qū)動電機(jī)、變壓器等電力器械。SPWM波使用方便，易于實(shí)現(xiàn)，但SWPM波包含的諧波峰值很大，尤其是在半導(dǎo)體開關(guān)器件的開關(guān)頻率附近，會形成一個(gè)極高的諧波峰值。諧波在電力器材的運(yùn)行中會造成電磁干擾，影響輸出電能的質(zhì)量；若變頻器驅(qū)動的是電動機(jī)，還有可能造成機(jī)械諧振使得系統(tǒng)不能正常工作，并且降低電機(jī)使用壽命。
[0004]在電力電子領(lǐng)域上，將混沌序列用于三角波的混沌擴(kuò)頻來調(diào)制SPWM波，對減少電磁干擾(electromagnetic interference,EMI)及消除機(jī)械諧振具有明顯效果。在SPWM調(diào)制中，高次諧波會集中于開關(guān)頻率以及開關(guān)頻率的倍數(shù)附近，并達(dá)到很高的峰值，對三角波進(jìn)行混沌擴(kuò)頻可以使開關(guān)頻率由固定值變?yōu)橐欢▍^(qū)間內(nèi)的連續(xù)值，相應(yīng)的高次諧波分布也由離散變?yōu)檫B續(xù)，從而達(dá)到降低諧波峰值的目的。這種方法在應(yīng)用時(shí)的一個(gè)重要問題是實(shí)時(shí)快速產(chǎn)生混沌序列，而在在數(shù)字控制中，混沌序列受數(shù)字計(jì)算精度影響，必定會退化為周期序列。用周期性的序列對三角波進(jìn)行擴(kuò)頻，會在序列周期和三角波周期的乘積附近形成一個(gè)較高的諧波。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種新型混沌擴(kuò)頻SPWM波生成系統(tǒng)及方法，具有快速、實(shí)時(shí)、低諧波的特點(diǎn)。
[0006]為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種新型混沌擴(kuò)頻SPWM波生成方法，包括如下步驟:
[0008]步驟1:根據(jù)需要的變參數(shù)比例確定互變參數(shù)雙混沌序列的混沌變參數(shù)的變化區(qū)間，所述互變參數(shù)雙混沌序列由Logistic混沌序列和Tent混沌序列結(jié)合生成，
[0009]yn/Ki ⑴
[0010]xn/K2 ⑵
[0011]式中:χη為Logistic混沛序列值；yn為Tent混沛序列值屯、K2為設(shè)定的變參數(shù)比例，通過改變其大小可以確定混沌參數(shù)的變化區(qū)間；
[0012]步驟2:得到混沌變參數(shù)的變化區(qū)間后，將Logistic混沌序列和Tent混沌序列的固定混沛參數(shù)替換為混沛變參數(shù)，得到混沛變參數(shù)如式(3)、式(4)所示:
【權(quán)利要求】
1.一種新型混沌擴(kuò)頻SPWM波生成方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1:根據(jù)需要的變參數(shù)比例確定互變參數(shù)雙混沌序列的混沌變參數(shù)的變化區(qū)間，所述互變參數(shù)雙混沌序列由Logistic混沌序列和Tent混沌序列結(jié)合生成，yn/Ki(I) χ?/κ2(2) 式中:χη為Logistic混沌序列值；yn為Tent混沌序列值表士為設(shè)定的變參數(shù)比例，通過改變其大小可以確定混沌參數(shù)的變化區(qū)間； 步驟2:得到混沌變參數(shù)的變化區(qū)間后，將Logistic混沌序列和Tent混沌序列的固定混沛參數(shù)替換為混沛變參數(shù)，得到混沛變參數(shù)如式(3)、式(4)所示: Κ = yj K'(3) Kv=Ky-XjK2(4) 式中:κχ為設(shè)定的Logistic原始固定混沛參數(shù),Ky為設(shè)定的Tent原始固定混沛參數(shù)，計(jì)算得到的Logistic混沌變參數(shù)和Tent混沌變參數(shù)&在給定區(qū)間內(nèi)呈現(xiàn)混沌變化； 步驟3:利用混沌變參數(shù)生成浞沌序列:為實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)算，將Logistic混沌序列值Xn和Tent混沌序列值yn擴(kuò)大取整，以整數(shù)形式計(jì)算，在16位二進(jìn)制精度下，取變化范圍為(O, 60000),使Logistic和Tent兩種映射產(chǎn)生的混沌序列在(0，60000)范圍內(nèi)呈現(xiàn)混沌變化，將式(3)、式(4)分別作為Logistic和Tent混沌映射式的新的混沌參數(shù)，按照式(5)進(jìn)行迭代運(yùn)算得到混沌序列以備調(diào)用；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型混沌擴(kuò)頻SPWM波生成方法，其特征在于:所述由Logistic混沌序列和Tent混沌序列結(jié)合生成互變參數(shù)雙混沌序列的方法如下: 所述Logistic混沛序列和Tent混沛序列的原始形式分別如下: xn+1 =KxXn(l-xn)，Kx e (3.5699456，4)，x e (0，I) (11) yn+1=Kymin(yn, l-yn)，Ky e (I, 2), y e (0, I) (12) 其中Kx為Logistic混沛序列的混沛參數(shù)，Ky為Tent混沛序列的混沛參數(shù)，Xn為Logistic混沌序列值，yn為Tent混沌序列值，每執(zhí)行一次迭代運(yùn)算，序列值變化一次，得到序列值為(0，I)區(qū)間內(nèi)的混沛序列；xn+1為迭代運(yùn)算后的Logistic混沛序列值，yn+1為迭代運(yùn)算后的Tent混沌序列值。 將混沌序列值xn、yn的變化區(qū)間擴(kuò)展為(0，60000)，則式(11)和式(12)可變?yōu)槭?13)和式(14): Logistic混沛序列的映射方程為
xn+1=Kxxn (60000-xn)/60000，xn e (O, 60000) (13) Tent混沌序列的映射方程為
yn+1=Kymin (yn, 60000-yn)，yn e (0，60000) (14) 式中:xn為Logistic混沛序列值；yn為Tent混沛序列值；KX為式(13)的Logistic混沌參數(shù)，Ky為式(14)的Tent混沌參數(shù)，這兩種映射方程產(chǎn)生的混沌序列在(0,60000)范圍內(nèi)呈現(xiàn)混沌變化； 以Tent混沛序列結(jié)果改變式(13)中的Logistic混沛序列的混沛參數(shù)Kx值，同時(shí)以Logistic混沌序列結(jié)果改變Tent混沌序列的混沌參數(shù)Ky值；為此用式(15)將式(13)中的Logistic混沛參數(shù)Kx替換為改進(jìn)后的Logistic混沛參數(shù)^^，改進(jìn)后的Logistic混沛參數(shù)&為A =K -V,,/(I 000/C,)(15) 式中:yn為(14)式中Tent混沌序列值^為設(shè)定的變參數(shù)比例；KX為原混沌序列設(shè)定的混沌參數(shù)?；煦缱儏?shù)在設(shè)定的變化范圍內(nèi)呈現(xiàn)混沌變化； 用式(16)將式(14)中Tent混沛參數(shù)Ky替換為改進(jìn)后的Tent混沛參，改進(jìn)后的Tent混沛參數(shù)I1,為 K =A -Xn / (I OOO Ar2)(16) 式中:xn為式(13)中Logistic混沛序列值；K2為設(shè)定的變參數(shù)比例；Ky為原混沛序列的混沌參數(shù)；同樣，混沌參數(shù)在設(shè)定的變化范圍內(nèi)呈現(xiàn)混沌變化； 將式(15)、式(16)分別代入式(13)、式(14)，得到互變參數(shù)雙混沌序列方程為
【文檔編號】H03K7/08GK103905017SQ201410148751
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】沈傳文, 朱立崗, 朱少平, 徐益飛 申請人:西安交通大學(xué)