多电平逆变器耐压等级高、电磁干扰小,在大功率场合应用普遍,SHEPWM技术具有开关频率低、波形质量好的优点,在高压大容量场合下广泛应用,本文以多电平逆变器为研究对象,进行SHEPWM研究,具体内容如下:介绍了常见的多电平逆变器的拓扑结构及控制方法,分析其特点。以两电平逆变器为例,说明SHEPWM的工作原理,建立并求解两电平SHEPWM方程组,绘制了3个和5个开关角的轨迹图,并进行仿真验证,消除了指定的谐波。并分析了现有算法如数值算法和遗传算法在求解SHEPWM方程组时的不足。针对SHEPWM方程组传统算法求解时的缺陷,本文提出了利用帝国竞争算法求解SHEPWM方程组。相比于传统算法,帝国竞争算法无需初值,具有较高的精度、收敛速度和较少的进化代数且不易早熟。推导并建立了三电平和级联H桥七电平的SHEPWM非线性超越方程组,利用帝国竞争算法求解了三电平和七电平的3个开关角和5个开关角的轨迹图,对七电平SHEPWM并进行仿真,结果表明帝国竞争算法求解具有可行性。对帝国竞争算法的计算结果进行处理,详细的对比了帝国竞争算法和遗传算法性能,比较了两种算法的特点,结果表明帝国竞争算法具有更高的精度和收敛概率且不易早熟。搭建级联H桥七电平逆变器实验平台,对帝国竞争算法求解的开关角度进行实验验证,结果表明了帝国竞争算法求解的正确性。该论文有图37幅,表13个,参考文献69篇。