[發明專利]一種基于動態權重的新型定頻模型預測電流控制方法

有效

• 申請號: 201910022417.0
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN109600061B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 王志強;左志文;谷鑫;張國政;李新旻
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種動態變權重新型定頻模型預測電流控制方法，其特種在于，包括以下步驟：

步驟一，在k時刻，由控制系統對所需信號進行采樣，具體包括：三組直流母線電壓、電網側輸入三相電壓e_A，B，C以及三相電流i_A，B，C；

步驟二，令q軸給定電流為零，根據電壓外環給定值與反饋值之間的差值，其中反饋值為三組直流母線電壓采樣值的平均值的兩倍，經過比例積分控制器得到d軸電流給定值i_d^ref；

步驟三，將采樣得到的電壓e_A，B，C經過鎖相環運算，得到位置信息θ，并將步驟一采樣得到交流輸入電壓信號與電流信號通過坐標變換理論，變換為α-β軸系下電壓、電流分量；

步驟四，利用k時刻電流、電壓采樣值，其中k時刻電流采樣值即為三相電網電流i_A，B，C、k時刻電壓采樣值即為三相電網電壓e_A，B，C；根據系統離散化數學模型，計算模型預測電流控制的延時補償值，即k+1時刻電流值i_α，β(k+1)；

步驟五，將延時補償值i_α，β(k+1)代替k時刻電流值i_α，β(k)，代入系統離散化數學模型，當采用模型預測電流控制時，求解α-β軸系下，模型預測電流控制輸出給定電壓矢量u_α^p、u_β^p；

步驟六，根據系統離散化數學模型經PR控制器，得到采用PR控制時，輸出給定電壓矢量為u_α^pr、u_β^pr；

步驟七，根據鐘型曲線中高斯分布函數，構造時變函數m，從而實現模型預測電流控制與PR控制的平滑轉換，其中m的值在0到1之間；

步驟八，根據k時刻所獲得的位置信息θ、三組母線電壓，將最終獲得的參考電壓矢量u_α^end(k)、u_β^end(k)除以2，分別由三個SVPWM計算單元進行PWM波占空比計算，在k+1時刻進行占空比更新，同時在k+1時刻重復步驟一至步驟七，以此進行循環。

2.根據權利要求1所述的一種動態變權重新型定頻模型預測電流控制方法，其特征在于，步驟二計算公式為：

式中i_d^ref、i_q^ref分別為電網側d-q軸給定電流值，K_p為電壓外環PI控制器比例系數，K_i為電壓外環PI控制器積分系數，U_eq^ref為電壓給定值，U_eq為兩倍的反饋電壓均值。

3.根據權利要求1所述的一種動態變權重新型定頻模型預測電流控制方法，其特征在于，步驟三中各信號坐標變換的計算公式分別為：

式中e_α、e_β為電網電壓在α-β軸系的電壓分量，e_A、e_B、e_C分別為電網三相電壓；

式中i_α、i_β為電網側輸入三相電流在α-β軸系的電流分量，i_A、i_B、i_C分別為電網輸入三相電流；

式中i_α^ref、i_β^ref分別為給定電流在α-β軸系下電流分量。

4.根據權利要求1所述的一種動態變權重新型定頻模型預測電流控制方法，其特征在于，步驟四中延時補償值按下式計算：

式中i_α，β(k+1)為k+1時刻電流在α-β軸系的電流值，即延時補償值，u_α，β(k-1)為k-1時刻，給定電壓矢量在α-β軸系的分量，L_gx為等效后的交流側電感，T_s為系統控制周期。