[發明專利]一種固定開關頻率的模型預測控制算法

在審

• 申請號: 202011027065.7
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112054656A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 宋飛;許天;史泓;袁嫚嫚
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種先進的控制算法克服傳統PI控制器的缺點應用于變流器電流環里，其特征在于，根據控制變流器對象建立起其數學模型；對在一個控制周期選擇出來的最優開關量進行換向分析，并加入兩步預測延時補償算法進行補償輸出。

2.根據權利要求1所述的數學模型，其特征在于，對建立起的數學模型進行離散化，假定系統采樣周期T_s足夠小，采用向前歐拉公式對電流進行離散。

3.根據權利要求1所述的加入兩步預測延時補償算法，其特征在于，在k時刻預測k+1時刻電流值，然后，將該電流值作為所有開關狀態預測的開始，對k+2時刻的電流進行預測，選出使價值函數最小的開關狀態應用，在t_k時刻開始預測t_k+2時刻的電流。

4.根據權利要求2-3所述，其特征在于，對被控對象進行七次計算比較選出最優開關量。

5.根據權利要求1和要求4，其特征在于，對選擇的最有開關量進行換向分析。在半個開關周期的范圍內系統的每一個采樣周期都會選出一個最優的電壓矢量對應的開關量(0或1)，當相鄰的兩個采樣周期的開關量不同的時候，切換次數就自加一。如果能測量開關狀態轉換的次數，并允許開關在半個開關周期內僅改變其狀態(0或1)一次，那么我們就能固定其開關頻率。FCS-MPC-FSF算法的目標就是確保在半個開關周期內進行特定次數的換相。

6.根據權利要求5，如當系統的采樣次數T_n為奇數時做以下兩點處理：包括以下步驟：

1)如果當前時刻k的開關量與上一時刻(k-1)的開關量S不一樣時，選擇輸出當前時刻的開關量。

2)如果當前時刻k的開關量與上一時刻(k-1)的開關量一樣時，把當前時刻的開關量取反再輸出。

7.根據權利要求1-6任一項，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：對k時刻的網側電壓、電流進行采樣；

步驟2：考慮k時刻的開關狀態,對k+2時刻的網側電流值進行預測；

步驟3：選擇使目標函數最小的候選子集中一個最優電壓矢量對應的開關狀態；

步驟4：判斷采樣周期的次數是奇次還是偶次；

步驟5：如果是奇次，再判斷當前時刻的開關量是否一樣，如不一樣直接輸出開關量，如一樣，則取反當前時刻開關量再輸出；

步驟6：如果是偶次，直接輸出當前時刻的開關量。