[發(fā)明專利]一種基于新型模型預(yù)測控制的三相PWM整流的控制方法

在審

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• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105322818A
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜貴平;柳志飛;杜發(fā)達(dá)
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種基于新型模型預(yù)測控制的三相PWM整流的控制方法，主要步驟包括：

（S1）利用鎖相電路得到電網(wǎng)A相電壓（ea）的過零點，DSP根據(jù)電網(wǎng)A相電壓（ea）的過零點實時計算電網(wǎng)周期，并以此更改控制周期，同時根據(jù)電網(wǎng)A相電壓（ea）的過零點計算電網(wǎng)三相輸入的電壓值（ea、eb、ec），并裝換為數(shù)字信號；

（S2）利用電流霍爾傳感器分別采樣三相電抗器的輸入電流值（ia、ib、ic），采用分壓法采樣三相電壓型PWM整流器直流側(cè)電容（C）兩端的輸出直流電壓值（Vdc），并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；

（S3）完成步驟（S1）和（S2）后，將指令直流電壓值（Vdc_ref）與輸出直流電壓值（Vdc）的差作為電壓外環(huán)的輸入，電壓外環(huán)采用PI控制，PI控制的輸出得到參考電流的幅值（I*）,參考電流幅值（I*）與電網(wǎng)電壓相位信息相乘得到參考電流i*α和i*β；

（S4）把三相電壓型PWM整流器的數(shù)學(xué)模型從三相abc靜止坐標(biāo)系（變換到兩相αβ靜止坐標(biāo)系下，并根據(jù)電壓外環(huán)控制得到的參考電流、三相交流側(cè)電流、三相交流側(cè)電壓、上一采樣時刻的開關(guān)狀態(tài)S(k-1)=Sa(k-1)、Sb(k-1)、Sc(k-1)進(jìn)行有限集模型預(yù)測控制，定義k時刻為當(dāng)前采樣時刻，k-1為上一采樣時刻，k+1時刻為下一采樣時刻；

（S5）根據(jù)有限集模型預(yù)測控制直接輸出三相開關(guān)信號S(k)=Sa(k)、Sb(k)、Sc(k)并作用于開關(guān)管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)型模型預(yù)測控制的三相PWM整流的控制方法，其特征在于：在步驟（S1）中，利用鎖相電路得到電網(wǎng)A相電壓（ea）的過零點時間，用DSP實時計算電網(wǎng)的周期，同時計算電網(wǎng)輸入三相電壓的值，在步驟（S2）中利用電流霍爾傳感器分別采樣三相電抗器的輸入電流值（ia、ib、ic），采用電阻分壓法采樣三相電壓型PWM整流器直流側(cè)電容（C）兩端的輸出直流電壓值（Vdc）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)型模型預(yù)測控制的三相PWM整流的控制方法，其特征在于：在步驟（S3）中，將指令直流電壓值（Vdc_ref）與輸出直流電壓值（Vdc）的差進(jìn)行PI控制，PI控制輸出得到參考電流的幅值（I*）,參考電流幅值（I*）和cos（wt）相乘得到參考電流i*α，參考電流幅值（I*）和sin（wt）相乘得到參考電流i*β。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于新型模型預(yù)測控制的三相PWM整流的控制方法，其特征在于：在步驟（S4）中，根據(jù)（S1）、（S2）、（S3）步驟的數(shù)據(jù)在兩相αβ靜止坐標(biāo)系下進(jìn)行有限集模型預(yù)測控制，根據(jù)開關(guān)動作次數(shù)最少的原則，根據(jù)上一采樣時刻k-1時刻的開關(guān)狀態(tài)S(k-1)=Sa(k-1)、Sb(k-1)、Sc(k-1)，確定k采樣時刻期望出現(xiàn)的開關(guān)狀態(tài)集合S(k)^j，將這個開關(guān)狀態(tài)集合S(k)^j作為控制集，其中j=1,2,3,4。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于新型模型預(yù)測控制的三相PWM整流的控制方法，其特征在于：在步驟（S5）中，有限集模型預(yù)測控制無需調(diào)制器直接輸出三相開關(guān)信號S(k)=Sa(k)、Sb(k)、Sc(k)并作用于開關(guān)管。