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基于顺序模型预测控制的T型逆变器控制方法 

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申请/专利权人:河北工业大学

摘要:本发明公开了一种基于顺序模型预测控制的T型逆变器控制方法,首先采集逆变器的输出电流、输出电压、电容电压和负载电流,构建逆变器连续时间状态方程;对逆变器连续时间状态方程进行离散,得到逆变器离散时间状态方程;然后,构建功率器件的开关损耗模型和导通损耗模型;最后,基于顺序模型预测控制对逆变器进行分层控制,计算各个开关矢量下的电流误差、中点电压偏移量、功率器件损耗和共模电压,将位于第一层代价函数值容忍范围内的开关矢量传递至第二层,将第二层代价函数值最小的开关矢量作为最优开关矢量,并将最优开关矢量作用到逆变器的功率器件上,逆变器输出三相电到电网或负载。该方法既能保证输出电流质量和中点电压平衡,又能最大限度地减少器件的功率损耗和共模电压,实现高效低功耗运行。

主权项:1.一种基于顺序模型预测控制的T型逆变器控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:采集逆变器的输出电流、输出电压、电容电压和负载电流,构建逆变器连续时间状态方程;对逆变器连续时间状态方程进行离散,得到逆变器离散时间状态方程;逆变器连续时间状态方程为: 式中,是k时刻的状态变量,iαβt、ioαβt、Voαβt分别是αβ坐标系下逆变器的输出电流矢量、负载电流矢量和电容电压矢量,Vαβt是αβ坐标系下逆变器的输出电压,Lf、Cf分别是LC滤波器的电感和电容;逆变器离散时间状态方程为:xk+1=Dxk+EVαβk+Fioαβk5式中,xk、xk+1分别表示k、k+1时刻的状态,D=ATs+I,E=BTs,F=CTs,Ts表示采样周期,I表示单位矩阵;步骤二:构建功率器件的开关损耗模型和导通损耗模型;步骤三:基于顺序模型预测控制对逆变器分两层进行控制,得到最优开关矢量,并根据最优开关矢量控制逆变器功率器件的开关;第一层代价函数为: 式中,x*k+1为k+1时刻的期望状态,λ是权重函数,uk是k时刻逆变器的开关矢量,C1是逆变器直流侧上部的电容大小,ik是k时刻的输出电流,△νPNk是k时刻的中点电压偏移量;第二层代价函数为: 式中,Eon、Eoff分别是功率器件的开通、关断损耗,Err是旁路二极管的反向恢复损耗,Econ是导通损耗,Vdc是直流母线电压,[ua,ub,uc]是开关矢量。

全文数据:

权利要求:

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