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完成单位：西南交通大学

主要完成人：杨平，许建平，周国华，王金平，徐顺刚，陈章勇，刘雪山

项目亮点

本项目围绕电力电子变换器的拓扑结构、普适性模型与性能优化，提出了高效率电力电子变换器拓扑衍生方法，建立了电力电子变换器宽参数无约束模型以及提出了电力电子变换器的优化控制方法，攻克了多端口变换器拓扑衍生方法复杂、宽参数建模解析困难等难题，丰富与发展了电力电子变换器理论，取得了具有重要科学研究价值和工程应用价值的创新成果。

项目介绍

项目属于电力电子学科，在国家自然科学基金等课题资助下，围绕电力电子变换器的拓扑结构、普适性模型与性能优化，开展了电力电子变换器拓扑衍生、建模与控制等关键科学问题研究，取得了系列独具特色的创新成果：

1．发现电力电子变换器输入输出端口特征，揭示变换器端口之间能量流动与传递规律，寻求拓扑结构组成的基本电路单元，探讨基本电路单元的级联规则，提出高效率电力电子变换器拓扑衍生方法，包括基于功率流向图的多端口变换器拓扑衍生方法以及电感耦合/电感复用的电力电子变换器拓扑衍生方法，丰富了电力电子变换器的拓扑理论。

2．发现电力电子变换器在宽参数变化范围内的非线性复杂行为，揭示变换器主电路参数和控制环路参数对系统稳定性的影响规律，建立电力电子变换器宽参数无约束模型，包括电力电子变换器无约束降阶模型以及宽参数动力学离散迭代映射模型，丰富了电力电子变换器的模型。

3．发现电路参数耦合、调制策略以及控制方法是影响电力电子变换器控制性能的关键因素，揭示电力电子变换器调制策略和控制环路设计对控制目标的影响规律，提出电力电子变换器的优化控制方法，包括变占空比控制方法、电流解耦并联控制策略和电容电压/电感电流纹波峰值、谷值控制的归一化控制方法，丰富了电力电子变换器的控制理论。

8篇代表性论文累计总引用442次，其中他引362次，总发表SCI收录论文64篇，EI收录刊物论文17篇；在科学出版社出版《开关变换器动力学建模与分析》、《三态开关变换器分析与控制》专著2部；获最佳论文奖3篇；主持完成的1项国家自然科学基金项目获评优秀结题；共培养1篇全国优秀博士学位论文，2篇省级优秀硕士论文；获授权发明专利43项。采用本项目方法和技术的产品已在我国航天、航空等电源系统装机使用，产生了良好的社会效益和经济效益。

项目图片

项目完成单位

西南交通大学是教育部直属全国重点大学，国家首批“双一流”“211工程”“特色985工程”“2011协同创新计划”重点建设并设有研究生院的研究型大学，本项目申请人及团队所在学院为电气工程学院，建有国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心、轨道交通电气化与自动化学科引智基地(“111”引智基地)、电气工程基础国家级实验教学示范中心、轨道交通电气化与自动化虚拟仿真国家级实验教学中心、磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室，铁道电气化与自动化铁道部重点实验室、电气工程专业实验中心和轨道交通实验室牵引供电功能实验室等，也是牵引动力国家重点实验室的重要组成部分。

西南交通大学作为本项目唯一完成单位，完成了电力电子变换器拓扑衍生、建模方法与控制技术研究的理论、仿真、实验以及应用等相关工作。

第一完成人简介

杨平

副教授 西南交通大学

杨平，西南交通大学电气工程学院副教授，博士生导师。四川省QR计划特聘专家、中电联电能替代组专家。西南交通大学电气工程博士，香港理工大学博士后。主要研究方向为多端口变换器、脉冲负载电源等。主持国家自然科学基金面上、青年基金各1项，四川省科技计划项目、军工、企事业等项目10余项；以第一作者或通讯作者发表论文28篇，撰写专著2部，以第一发明人获授权发明专利8项，获中国电源学会科技进步奖-基础研究类一等奖（排一）。