基于MATLAB的多电平逆变器谐波分析与优化仿真系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB开发了针对11电平逆变器的谐波分析与优化仿真系统，通过频谱计算自动识别并滤除低阶谐波（如3、5、7次），有效提升逆变器输出的电能质量，适用于电力电子与谐波抑制研究。

详 情 说 明

基于多电平逆变器的低阶谐波分量消除与优化仿真系统

项目介绍

本项目设计并实现了一个针对11电平逆变器输出信号的谐波分析及优化系统。系统通过快速傅里叶变换（FFT）进行频谱分析，采用数字滤波技术和特定谐波消除算法，有效识别并削弱低阶谐波分量（如3次、5次、7次谐波等），从而显著改善逆变器输出的电能质量。该系统能够生成优化后的输出波形，并提供直观的谐波消除效果对比与分析。

功能特性

• 谐波分析：利用FFT对原始逆变器输出信号进行精确的频谱提取与分析
• 选择性谐波消除：支持用户指定需滤除的谐波阶次，采用陷波滤波器或选择性谐波消除PWM技术进行针对性处理
• 波形优化：生成谐波含量显著降低的优化输出波形
• 可视化对比：提供原始信号与优化后信号的频谱对比图，直观展示谐波消除效果
• 性能评估：计算并显示关键电能质量指标，包括总谐波畸变率（THD）和各次谐波含量百分比

使用方法

1. 准备输入数据：

- 准备11电平逆变器的原始输出电压/电流波形数据（.mat或.csv格式的时间序列） - 配置逆变器调制参数（载波频率、调制比、电平数等） - 指定需要滤除的谐波阶次列表（如[3,5,7,9]）

1. 运行系统：

- 执行主程序，系统将自动完成以下流程： - 读取输入数据和参数配置 - 进行FFT谐波分析 - 执行选择性谐波消除算法 - 生成优化后的输出波形 - 计算性能指标并生成可视化结果

1. 查看结果：

- 获取优化后的波形数据文件 - 分析谐波频谱对比图 - 查看THD等关键性能指标报告

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 必要工具箱：信号处理工具箱
• 硬件建议：至少4GB内存，支持浮点运算的处理器

文件说明

主程序文件作为系统的核心调度单元，负责协调整个谐波分析与优化流程。其主要功能包括：读取输入的波形数据与参数配置；调用信号处理模块进行频谱分析；执行谐波消除算法处理；生成优化后的输出波形；计算总谐波畸变率等关键指标；以及创建包含频谱对比在内的可视化分析结果。