一种新型混沌扩频spwm波生成方法
【专利摘要】一种新型混沌扩频SPWM波生成方法，1、确定互变参数双混沌序列的混沌变参数的变化区间，2、将Logistic混沌序列和Tent混沌序列的固定混沌参数替换为混沌变参数，3、利用混沌变参数生成混沌序列，4、计算混沌三角波的斜率系数，5、利用互变参数双混沌序列将混沌三角波斜率混沌化，6、利用SPWM波生成模块的外部时钟计数得到混沌三角波值，7、当混沌三角波计数值达到0时，重复以上步骤，即可得到混沌三角波，其值储存于TRG内以备调用，8、从控制器获得需要调制的正弦波的参数，生成正弦表，9、计算正弦表更新步长，10、更新正弦波值，11、得到正弦波的值，储存于SIN内以备调用，12、将TRG与SIN比较，输出混沌SPWM波形；本发明具有快速、实时、低谐波的特点。
【专利说明】一种新型混沌扩频SPWM波生成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及SPWM波的生成【技术领域】，具体涉及一种新型混沌扩频SPWM波生成方法。
【背景技术】
[0002]变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制组成，电压输出为PWM(Pulse width modulation,PWM)波形。PWM就是脉冲宽度调制，也就是占空比可变的脉冲波形，在实际输出中，不同的占空比等价于不同的输出电平，从而可以通过调节占空比来达到等价于模拟电压输出的效果。PWM控制技术以该结论为理论基础，对半导体开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
[0003]将正弦波调制为PWM波就是SPWM波，现在通用的变频器基本都是直接以SPWM波来直接驱动电机、变压器等电力器械。SPWM波使用方便，易于实现，但SWPM波包含的谐波峰值很大，尤其是在半导体开关器件的开关频率附近，会形成一个极高的谐波峰值。谐波在电力器材的运行中会造成电磁干扰，影响输出电能的质量；若变频器驱动的是电动机，还有可能造成机械谐振使得系统不能正常工作，并且降低电机使用寿命。
[0004]在电力电子领域上，将混沌序列用于三角波的混沌扩频来调制SPWM波，对减少电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)及消除机械谐振具有明显效果。在SPWM调制中，高次谐波会集中于开关频率以及开关频率的倍数附近，并达到很高的峰值，对三角波进行混沌扩频可以使开关频率由固定值变为一定区间内的连续值，相应的高次谐波分布也由离散变为连续，从而达到降低谐波峰值的目的。这种方法在应用时的一个重要问题是实时快速产生混沌序列，而在在数字控制中，混沌序列受数字计算精度影响，必定会退化为周期序列。用周期性的序列对三角波进行扩频，会在序列周期和三角波周期的乘积附近形成一个较高的谐波。
【发明内容】
[0005]为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种新型混沌扩频SPWM波生成系统及方法，具有快速、实时、低谐波的特点。
[0006]为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]一种新型混沌扩频SPWM波生成方法，包括如下步骤:
[0008]步骤1:根据需要的变参数比例确定互变参数双混沌序列的混沌变参数的变化区间，所述互变参数双混沌序列由Logistic混沌序列和Tent混沌序列结合生成，
[0009]yn/Ki ⑴
[0010]xn/K2 ⑵
[0011]式中:χη为Logistic混沛序列值；yn为Tent混沛序列值屯、K2为设定的变参数比例，通过改变其大小可以确定混沌参数的变化区间；
[0012]步骤2:得到混沌变参数的变化区间后，将Logistic混沌序列和Tent混沌序列的固定混沛参数替换为混沛变参数，得到混沛变参数如式(3)、式(4)所示:
【权利要求】
1.一种新型混沌扩频SPWM波生成方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1:根据需要的变参数比例确定互变参数双混沌序列的混沌变参数的变化区间，所述互变参数双混沌序列由Logistic混沌序列和Tent混沌序列结合生成，yn/Ki(I) χ?/κ2(2) 式中:χη为Logistic混沌序列值；yn为Tent混沌序列值表士为设定的变参数比例，通过改变其大小可以确定混沌参数的变化区间； 步骤2:得到混沌变参数的变化区间后，将Logistic混沌序列和Tent混沌序列的固定混沛参数替换为混沛变参数，得到混沛变参数如式(3)、式(4)所示: Κ = yj K'(3) Kv=Ky-XjK2(4) 式中:κχ为设定的Logistic原始固定混沛参数,Ky为设定的Tent原始固定混沛参数，计算得到的Logistic混沌变参数和Tent混沌变参数&在给定区间内呈现混沌变化； 步骤3:利用混沌变参数生成浞沌序列:为实现快速运算，将Logistic混沌序列值Xn和Tent混沌序列值yn扩大取整，以整数形式计算，在16位二进制精度下，取变化范围为(O, 60000),使Logistic和Tent两种映射产生的混沌序列在(0，60000)范围内呈现混沌变化，将式(3)、式(4)分别作为Logistic和Tent混沌映射式的新的混沌参数，按照式(5)进行迭代运算得到混沌序列以备调用；
2.根据权利要求1所述的一种新型混沌扩频SPWM波生成方法，其特征在于:所述由Logistic混沌序列和Tent混沌序列结合生成互变参数双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别如下: 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为Logistic混沛序列的混沛参数，Ky为Tent混沛序列的混沛参数，Xn为Logistic混沌序列值，yn为Tent混沌序列值，每执行一次迭代运算，序列值变化一次，得到序列值为(0，I)区间内的混沛序列；xn+1为迭代运算后的Logistic混沛序列值，yn+1为迭代运算后的Tent混沌序列值。 将混沌序列值xn、yn的变化区间扩展为(0，60000)，则式(11)和式(12)可变为式(13)和式(14): Logistic混沛序列的映射方程为
xn+1=Kxxn (60000-xn)/60000，xn e (O, 60000) (13) Tent混沌序列的映射方程为
yn+1=Kymin (yn, 60000-yn)，yn e (0，60000) (14) 式中:xn为Logistic混沛序列值；yn为Tent混沛序列值；KX为式(13)的Logistic混沌参数，Ky为式(14)的Tent混沌参数，这两种映射方程产生的混沌序列在(0,60000)范围内呈现混沌变化； 以Tent混沛序列结果改变式(13)中的Logistic混沛序列的混沛参数Kx值，同时以Logistic混沌序列结果改变Tent混沌序列的混沌参数Ky值；为此用式(15)将式(13)中的Logistic混沛参数Kx替换为改进后的Logistic混沛参数^^，改进后的Logistic混沛参数&为A =K -V,,/(I 000/C,)(15) 式中:yn为(14)式中Tent混沌序列值^为设定的变参数比例；KX为原混沌序列设定的混沌参数。混沌变参数在设定的变化范围内呈现混沌变化； 用式(16)将式(14)中Tent混沛参数Ky替换为改进后的Tent混沛参，改进后的Tent混沛参数I1,为 K =A -Xn / (I OOO Ar2)(16) 式中:xn为式(13)中Logistic混沛序列值；K2为设定的变参数比例；Ky为原混沛序列的混沌参数；同样，混沌参数在设定的变化范围内呈现混沌变化； 将式(15)、式(16)分别代入式(13)、式(14)，得到互变参数双混沌序列方程为
【文档编号】H03K7/08GK103905017SQ201410148751
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月14日 优先权日:2014年4月14日
【发明者】沈传文, 朱立岗, 朱少平, 徐益飞 申请人:西安交通大学