[發(fā)明專利]用于兩電平三相逆變器的定頻有限集模型預測控制方法

有效

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• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108696170B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 杜貴平;蔣超;雷雁雄
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M7/483
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

1.用于兩電平三相逆變器的定頻有限集模型預測控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、利用電流霍爾傳感器分別采樣三相輸出電流(i_a、i_b、i_c)，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；

S2、根據(jù)設定的參考電流幅值得到當前時刻的三相參考電流瞬時值(i^*_a、i^*_b、i^*_c)；

S3、完成步驟S1和S2后，將得到的采樣值和參考值利用坐標變化從三相ABC坐標系轉(zhuǎn)換到αβ坐標系中，得到αβ坐標系中的采樣電流值i_α(k),i_β(k)和參考電流值i^*_α(k+1),i^*_β(k+1),其中i表示電流量，下標α和β分別表示在αβ坐標系中對應的α坐標和β坐標，上標*表示該值為參考量，k和k+1分別表示第kT_s時刻和第(k+1)T_s時刻，T_s為開關周期；

S4、依據(jù)無差拍控制原理，得到使(k+1)T_s時刻輸出電流等于參考電流的參考電壓矢量(U^*_α(k+1),U^*_β(k+1))，其中U表示電壓量；

S5、將得到的參考電壓矢量轉(zhuǎn)換到60°坐標系中，即gh坐標系中，得到參考電壓矢量U_ref(k+1)＝[U^*_g(k+1),U^*_h(k+1)]^T，其中U_ref表示參考電壓矢量，下標g和h表示在gh坐標系中對應的g坐標和h坐標，并依此計算選出三個離參考電壓矢量最近的虛擬電壓矢量，其中，虛擬電壓矢量是基于將每個真實開關電壓矢量等分為N份，N是正整數(shù)；

S6、分別計算三個虛擬電壓矢量的目標函數(shù)值，并選出使目標函數(shù)最小的虛擬電壓矢量U_opt(k+1)＝[U_opt,g(k+1),U_opt,h(k+1)]^T，其中下標opt表示最優(yōu)量；

S7、將得到的最優(yōu)虛擬電壓矢量轉(zhuǎn)換到αβ坐標系中，判斷其所處的扇區(qū)，并乘以該扇區(qū)對應的求時間矩陣得到該扇區(qū)的兩個真實非零矢量的作用時間，該作用時間是1/2N的整數(shù)倍；

S8、根據(jù)步驟S7得到的作用時間和扇區(qū)計算三個開關切換時間t_cm1,t_cm2,t_cm3，其中t表示時間，下標cm1、cm2和cm3為標記量，送至PWM調(diào)制器產(chǎn)生開關切換信號作用于逆變器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于兩電平三相逆變器的定頻有限集模型預測控制方法，其特征在于：在步驟S5中，得到的虛擬矢量是基于將每個真實開關電壓矢量等分為N份，用虛擬矢量去逼近真實的參考矢量，因而N越大，逼近效果越好，誤差越小；此外，最近三矢量的選取不再是在90°坐標系中得到，而是一個60°坐標系中通過參考電壓矢量計算得到的，從而避免復雜的三角函數(shù)計算，節(jié)省計算量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于兩電平三相逆變器的定頻有限集模型預測控制方法，其特征在于：在步驟S7中，需要將步驟S6中得到的最優(yōu)虛擬矢量變換到αβ坐標系中，由于虛擬矢量是相鄰兩個真實矢量在1/2N的整數(shù)倍的作用時間下合成的，因而對于每個扇區(qū)都存在一個唯一的求時間矩陣，將最優(yōu)虛擬矢量在αβ坐標系中的坐標值右乘該求時間矩陣則能夠得到每個真實矢量的作用時間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于兩電平三相逆變器的定頻有限集模型預測控制方法，其特征在于：在步驟S8中，通過扇區(qū)與步驟S7中計算的真實矢量作用時間判斷開關的切換時間t_cm1,t_cm2,t_cm3，并通過PWM調(diào)制器控制變換器，實現(xiàn)定頻有限集模型預測控制。