电流环模型预测控制在PWM整流器中的应用

为了提高脉冲宽度调制(PWM)整流器电流环的响应速度,降低其对交流侧电感参数的敏感性,提出了一种改进的模型预测控制(MPC)方法,并将其应用于PWM整流器的电流环。改进的MPC方法,以PWM整流器的一阶差分方程为预测模型,并将微处理器的PWM输出延时考虑在内,对被控电流进行两步预测,克服了传统MPC控制运算量大、实现困难的缺点,同时保留了传统MPC优化控制、反馈校正的优点。实验结果表明,相比于传统的比例积分(PI)控制,本文方法能够有效提高电流环的响应速度,并显著提高系统的鲁棒性,改进系统控制性能。     

用于海上风电的准Z源逆变器并网功率控制

为了克服传统模型预测控制(MPC)的缺陷并获得更好性能,针对并网准Z源逆变器(qZSI)提出了一种低计算量的模型预测功率控制。所提MPC应用多个矢量来实现并网qZSI的预期性能。通过计算ST矢量的最佳占空比,可以大大降低电感电流纹波。为了消除加权因子,提出了一种改进的滑模控制方法,用于同时控制电容电压和电感电流。此外,给出了一种快速有效的最优扇区选择方法,大大减少了MPC的计算量。因此,所提MPC的计算负担显著降低。仿真和实验结果都证明了该方法的有效性和优势。     

三相四线制PV-AF系统的模型预测电流控制策略

提出了一种基于模型预测电流控制(model predictive current control,MPCC)的具有有源滤波功能的光伏并网(photovoltaic power generation and active filter,PV-AF)系统控制策略。电流环采用模型预测控制(model predictive control,MPC)方法,在???坐标系下实现对光伏逆变电流指令和谐波补偿电流指令的无静差跟踪,使PV-AF系统将光伏阵列的能量注入交流电网的同时,有效补偿本地并联负载谐波电流。建立了MPC中的预测模型、优化函数等,分析了模型参数对系统稳定性和控制精度的影响。实验结果验证了所提策略的有效性。     

面向高波峰因数负荷电流的APF模型预测控制方法研究*

二极管整流器的网侧电流呈现高波峰因数的特点,采用传统控制策略的有源滤波器(APF)的谐波补偿效果往往不佳.对此,采用模型预测控制(MPC)来补偿高波峰因数负荷谐波,并提出一种改进的双矢量定频MPC方法,提高了APF的稳态跟踪性能.搭建了相应的试验平台,试验结果验证了改进控制方法的优越性.     

应用自动微分的永磁同步电机预测控制

模型预测控制(MPC)是一种有效的控制方法,但由于其计算量较大,难以在永磁同步电机(PMSM)控制中应用。为了研究MPC在PMSM中的应用方法,提出了一种基于自动微分(AD)理论的永磁同步电机电流环模型预测控制算法。采用AD理论,对PMSM的数学模型在d-q坐标系下进行泰勒级数展开,建立了比传统查表或差分法更为精准的数学模型。通过计算PMSM泰勒级数灵敏度,将预测控制问题转化为无约束条件下的二阶最优问题,实现了模型预测控制。仿真结果表明,利用AD理论的PMSM电流环预测控制算法可以将系统状态量精确控制在允许范围内,并且减小了每步的平均运算时间。     

光储系统中双向DC/DC变换器预测电流控制

提出了一种新的预测电流控制方法,该方法引入模型预测控制(MPC)思想,控制思想明确且实现简单,通过预测模型的建立和目标函数的优化使得控制目标实现系统综合最优。对双闭环控制和预测电流控制方法进行仿真及实验对比,结果表明预测电流控制使系统在动态过程中电压电流的超调量减小10%左右,动态响应时间至少减少一半,且静态过程中电压电流的稳定性更好。     

模型预测控制在永磁同步电机系统中的应用发展综述

随着数字技术的发展,模型预测控制(MPC)已经广泛应用于交流传动系统。首先介绍了经典MPC策略——有限控制集MPC和连续控制集MPC的原理。其次综述了多步预测控制、多矢量预测控制、具有参数鲁棒性的预测控制、广义模型预测、显式模型预测这些常见的改进MPC的研究现状,并提出相关研究思路。最后,根据MPC的应用需求和研究现状,展望了未来需要进一步深入和拓展的研究方向。     

基于模型预测控制的单位功率因数电流型PWM整流器

传统的模型预测控制(model predictive control,MPC)采用基于脉冲响应的非参数模型作为预测控制模型,计算复杂,很难直接应用到快速的实时控制系统领域。该文提出了一种改进的MPC,并将此改进的MPC技术成功地引入到电流型PWM整流器(current source PWM rectifiers,PWM-CSR)的功率因数校正系统中。改进的方法从PWM-CSR控制量与被控制量的传递函数入手,得出整流器的一阶差分方程作为预测控制模型,同时省略传统模型预测控制(MPC)中参考轨迹这一不确定因素,因而克服了传统MPC计算量大,实现困难的缺点,并保留了传统MPC反馈校正、滚动优化的优点。在用DSPTMS320LF2407A为开发平台的实验样机结果表明:改进的MPC用于PWM-CSR的功率因数校正系统中,具有优良的稳定控制性能和快速的动态响应性能。     

级联多电平并网逆变器简化模型预测控制研究

传统的模型预测控制(MPC)策略在实时控制过程中需要较多的时间进行预测和优化,因此在采样和输出之间具有一定的延时,故此处提出一种简化MPC策略。采用TMS320F28335型DSP作为控制器,以级联H桥多电平并网逆变器为控制对象,分析了该简化MPC策略下并网电流的稳态与动态性能。仿真和实验结果验证了该简化MPC策略应用在级联H桥多电平并网逆变器中的可行性。     

异步电机无速度传感器模型预测控制

模型预测控制(model predictive control,MPC)是近年来在交流电机控制领域得到广泛关注的一种优化控制方法。对于两电平逆变器驱动的异步电机系统,传统MPC需要对定子磁链和定子电流进行7次预测得到使目标函数最小的最佳电压矢量,计算量较大,不利于在线实施。通过解析推导定子电流和定子磁链之间的关系,该文提出一种改进的MPC,只需对定子磁链进行预测,省却了计算相对复杂的定子电流预测,使算法复杂性和计算量得到显著降低。另外在MPC的基础上,为了提高系统的可靠性和降低硬件成本,采用速度自适应全阶观测器实现了无速度传感器运行。文中考虑了数字控制延迟对MPC的影响,并提出了补偿方法,采用预励磁的方法获得较大的启动转矩并减小启动电流。最后在两电平逆变器异步电机平台上进行仿真和实验,结果表明,该文提出的无速度传感器模型预测控制,在较宽的速度范围内都具有良好的动静态性能。