[发明专利]基于改进混合粒子群禁忌算法的特定谐波消去方法

权利要求书

1.一种基于改进混合粒子群禁忌算法的特定谐波消去方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采集多电平逆变器的输入输出信号，根据采集的输入输出信号构建求解开关角度的非线性超越方程组：

式中，m为调制比，L为多电平逆变器的电平数，n为要消去的谐波次数，N为开关角数，α_k为第k个开关角度，p_k为余弦函数的系数，p_k的值随α_k变化，α_k为上升沿时p_k取1，α_k为下降沿时p_k取-1；

步骤2，使用改进权重的粒子群算法对步骤1构建的非线性超越方程组进行求解，得到全局最优解gb；

步骤3，在步骤2计算出的全局最优解gb的连续邻域中使用改进禁忌搜索算法进一步搜索，得到全局最优解αb；

步骤4，将禁忌算法得到的全局最优解αb转化为脉冲信号来驱动多电平逆变器中开关管，即完成了特定谐波的消去。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进混合粒子群禁忌算法的特定谐波消去方法，其特征在于，所述步骤1的具体过程如下：

步骤1.1，采集多电平逆变器的输入输出信号，利用多电平逆变器的输出相参考电压U_ref和输入侧直流电压U_dc，求解调制比m

步骤1.2，对多电平逆变器输出相电压V_AN进行傅里叶分析，得到以下表达式：

其中，A_n、B_n表示各次谐波幅值，ω为角频率；

采集多电平逆变器的输出相电压波形，依据波形对称性列写出各次谐波幅值A_n，B_n的表达式，并根据要消去的谐波次数n确定开关角数N：

步骤1.3，将式(4)带入式(3)中，令基波幅值A₁等于参考电压数值，选定次谐波幅值等于零，构建出求解开关角度的非线性超越方程组。

3.根据权利要求2所述的一种基于改进混合粒子群禁忌算法的特定谐波消去方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程如下：

步骤2.1，将步骤1构建的非线性超越方程组变形为：

并根据变形后的非线性超越方程组建立适配值函数F：

F＝f₁²+f₂²+f₃²+…+f_n² (6)

步骤2.2，使用改进权重的粒子群算法对所述非线性超越方程组进行初步求解，随机产生一群可行解，用式(5)计算可行解的适配值并将其中适配值最小的可行解设为全局最优解gb；

步骤2.3，对每个可行解的位置和速度进行更新，更新方程为：

v_ij(t+1)＝ωv_ij(t)+c₁r₁(pb_ij(t)-x_ij(t))+c₂r₂(gb(t)-x_ij(t)) (6)

x_ij(t+1)＝x_ij(t)+v_ij(t+1) (7)

式中，i表示第i个解；j表示解的第j维；t为迭代次数，r₁、r₂为[0,1]之间的随机数，c₁为认知学习因子、c₂为社会学习因子，pb_ij表示第i个解的第j维个体最优解，gb表示全局最优解；ω为惯性权重，即

式中，ω₁、ω₂为惯性权重的上下限，Max1为最大迭代次数，Generation1为迭代次数；

步骤2.4，利用步骤2.1所得适配值函数F计算出每一个解的适配值，将新产生的解分别与个体最优解pb以及全局最优解gb的适配值进行对比，以较小适配值对应的解作为新的个体最优解以及全局最优解；

步骤2.5，判断迭代次数是否达到最大迭代次数，当达到最大迭代次数时，结束循环并输出全局最优解gb，否则转回步骤2.3继续执行算法。