[发明专利]基于模型预测控制的主动前端整流器滤波延迟补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种主动前端整流器的模型预测控制方法中滤波器延迟的补偿方法，属于电力电子控制技术领域。

背景技术

近年来，基于模型预测控制的功率变换器全数字控制方法得到快速发展。MPC是一种基于数学模型来预测控制对象未来响应的控制算法。算法中包含一个根据控制目标进行定义的价值函数。通过最小化价值函数，算法在每个采样周期预测得到最佳电压矢量，并作为下一周期的作用矢量，算法在每个采样周期循环一次。模型预测控制属于一种非线性控制技术，由于不包含线性控制器和调制算法，系统具有较快的瞬态响应速度。随着微处理器技术的快速发展和相关研究的深入，模型预测控制在电力电子及电机驱动的应用中体现出巨大的优势。

由于模型预测控制是一种直接对电流进行预测和调节的控制算法，其对电流检测的精度要求较高，为了去除干扰，通常需要将检测到的电压、电流信号在采样前进行滤波处理。滤波器在滤除高频干扰信号的同时，会造成信号的延迟。由于模型预测控制采用循环寻优，不经调制过程而直接输出的不定频控制方式，虽然系统瞬态响应速度优良，但其采样频率高，运行性能受系统延迟影响较为明显。当滤波器截止频率较低时，信号滤波会产生较大的延迟，造成系统实际输出值与设定值出现偏差，影响系统的控制品质。因此，有必要设计一种针对模型预测控制的滤波器延迟补偿方法。

发明内容

本发明的目的在于解决现有模型预测控制方法中存在的问题，提供一种基于模型预测控制的主动前端整流器滤波延迟补偿方法，方法不需要添设额外的硬件装置，可以有效消除滤波器延迟对控制系统造成的影响，使得基于模型预测控制的主动前端整流器在系统存在较大延迟情况下仍能保持较好的控制效果。

为了解决上述技术问题，本发明予以实现的一个技术方案是：

1.一种基于模型预测控制的主动前端整流器滤波延迟补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：检测主动前端整流器三相电网电压、三相输入电流采样值，并将其经过克拉克Clarke变换得到两相静止坐标系下的电网电压采样值e_α、e_β和输入电流采样值i_fα、i_fβ；

步骤二：根据实际整流器中电压平衡方程式(1)建立等效整流器数学模型；

eα=uα+Riα+Ldiαdteβ=uβ+Riβ+Ldiβdt---(1)]]>

式(1)中：e_α、e_β为电网电压采样值；i_α、i_β为整流器输入电流值；L与R分别为输入电感值和等效串联电阻值；u_α、u_β为整流器输入电压值；

根据实际滤波器对应的传递函数建立等效滤波器模型，该等效滤波器模型理想传递函数为式(2)：