[發(fā)明專利]減少穩(wěn)態(tài)跟蹤誤差的兩矢量模型預(yù)測控制方法

有效

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• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN110868097B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉永露;楊正茂;王輝;粟梅;但漢兵;孫堯;熊文靜;陳希達(dá)
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 李喆

本發(fā)明提供了一種減少穩(wěn)態(tài)跟蹤誤差的兩矢量模型預(yù)測控制方法，包括：采集逆變器三相并網(wǎng)電壓和三相并網(wǎng)電流的實(shí)際值，利用克拉克變換得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電壓值和電流值；根據(jù)獲取到的電壓值和電流值計(jì)算出三相逆變器的輸出參考電壓矢量，并計(jì)算所述輸出參考電壓矢量的幅值和相角；判斷所述輸出參考電壓矢量所在的大扇區(qū)及具體位于大扇區(qū)中的具體區(qū)間；根據(jù)最短距離確定最優(yōu)矢量組合和各矢量的占空比；確定每個(gè)逆變器基礎(chǔ)電壓矢量的占空比；采用脈寬調(diào)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。本發(fā)明的方法增加了兩個(gè)備選矢量組合，減少了參考電壓矢量與合成矢量之間的誤差，有效地提高了系統(tǒng)的電流穩(wěn)態(tài)跟蹤性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子的變流技術(shù)領(lǐng)域和控制領(lǐng)域，特別涉及一種減少穩(wěn)態(tài)跟蹤誤差的兩矢量模型預(yù)測控制方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的預(yù)測控制方法在一個(gè)控制周期內(nèi)只有單一矢量作用，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能較差。通過大量的研究表明，在單個(gè)采樣周期內(nèi)使用多個(gè)矢量可以有效地提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。常見的方法有電壓空間矢量調(diào)制和兩矢量預(yù)測控制。前者的穩(wěn)態(tài)性能更優(yōu)，但是，調(diào)制過程比較復(fù)雜，系統(tǒng)的計(jì)算量比較大，對CPU的要求比較高，對于開關(guān)頻率的要求也較高。兩矢量預(yù)測控制能有效地改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，具體方法是先選擇有效矢量，再選擇零矢量，最后計(jì)算各個(gè)矢量的占空比后采用PWM調(diào)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。該方法僅考慮同一扇區(qū)內(nèi)的矢量的組合，輸出矢量是局部最優(yōu)值，并非全局最優(yōu)，容易造成較大的電流跟蹤誤差，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能沒有實(shí)現(xiàn)最優(yōu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種減少穩(wěn)態(tài)跟蹤誤差的兩矢量模型預(yù)測控制方法，其目的是為了改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)跟蹤性能。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種減少穩(wěn)態(tài)跟蹤誤差的兩矢量模型預(yù)測控制方法，包括：

步驟1，采集逆變器三相并網(wǎng)電壓和三相并網(wǎng)電流的實(shí)際值，利用克拉克變換得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電壓值和電流值；

步驟2，根據(jù)獲取到的電壓值和電流值計(jì)算出三相逆變器的輸出參考電壓矢量，并計(jì)算所述輸出參考電壓矢量的幅值和相角；

步驟3，根據(jù)所述幅值和相角判斷所述輸出參考電壓矢量所在的大扇區(qū)及具體位于大扇區(qū)中的具體區(qū)間；

步驟4，計(jì)算所述輸出參考電壓矢量和臨近的由兩個(gè)基礎(chǔ)電壓矢量端點(diǎn)構(gòu)成的直線的距離，根據(jù)最短距離確定最優(yōu)矢量組合和各矢量的占空比；

步驟5，根據(jù)所述輸出參考電壓矢量所屬的大扇區(qū)情況，確定每個(gè)逆變器基礎(chǔ)電壓矢量的占空比；

步驟6，采用脈寬調(diào)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。

本發(fā)明的上述方案有如下的有益效果：

本發(fā)明的減少穩(wěn)態(tài)跟蹤誤差的兩矢量模型預(yù)測控制方法增加了兩個(gè)備選矢量組合，減少了參考電壓矢量與合成矢量之間的誤差，有效地改善了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)跟蹤性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的減少穩(wěn)態(tài)跟蹤誤差的兩矢量模型預(yù)測控制方法的流程示意圖；

圖2為三相逆變器控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為αβ坐標(biāo)系中扇區(qū)的劃分示意圖；

圖4為參考矢量位于區(qū)間I最優(yōu)矢量組合選擇示意圖；

圖5為參考矢量位于區(qū)間Ⅱ最優(yōu)矢量組合選擇示意圖；

圖6為參考矢量位于區(qū)間Ⅲ最優(yōu)矢量組合選擇示意圖；

圖7為參考矢量位于區(qū)間Ⅳ最優(yōu)矢量組合選擇示意圖；

圖8為參考矢量位于區(qū)間Ⅴ最優(yōu)矢量組合選擇示意圖；

圖9為參考矢量位于區(qū)間Ⅵ最優(yōu)矢量組合選擇示意圖；

圖10為參考矢量位于區(qū)間VII-1最優(yōu)矢量組合選擇示意圖；