题目：矩阵变换器的容错运行研究

由于在输入功率因数、功率密度等方面的突出特点，矩阵变换器（Matrix Converter， 简称MC）在电能变换及电机伺服驱动领域受到了高度重视。近年来，越来越多的高校及科研机构开始将注意力转移到矩阵变换器的研究中来，并取得了瞩目的成果。本文系统地研究了矩阵变换器故障模式下的冗余拓扑及相应的控制算法，并在此基础上对矩阵变换器的容错控制性能进行了优化。

本文通过研究矩阵变换器的基本结构，结合传统AC-DC-AC变频器的容错理论，首先给出了针对双向开关在短路和断路故障情况下的开关冗余拓扑和相冗余拓扑，并给出了在短路故障情况下的故障隔离及结构重组方法；其次，深入研究了两种冗余拓扑下的容错控制理论，并比较了两种冗余拓扑结构的优缺点并对其容错性能进行分析，为了使分析结果完整，本文专门建立了基于自然坐标系（即ABC坐标系）下的永磁同步电动机（Permanent Magnet Synchronous Motor，简称PMSM）模型，并完成了基于空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation，简称SVPWM）的矩阵变换器-永磁同步电机容错控制系统模型的建立；最后，通过对各模型仿真结果的分析，对各冗余拓扑的容错性能进行了合理的、有根据的评估。

不仅如此，本文通过分析空间矢量脉宽调制在MC容错控制中的利弊，采用了一种新型调制方法——直接占空比脉宽调制（Direct Duty-ratio Pulse Width Modulation，简称DDPWM），这种方法使得矩阵变换器的容错控制更加简单、易于实现；并提出了一种优化方法，有效的提高了容错控制下矩阵变换器的电压传输比；最后，建立了基于DDPWM的MC-PMSM容错控制模型并对其仿真结果进行了分析与评估。