[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

摘要

本发明公开了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，包括以下步骤：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eα、eβ和输入电流采样值ifα、ifβ；根据实际整流器中电压平衡方程式建立等效整流器数学模型，根据实际滤波器对应的传递函数建立等效滤波器模型，从而构成滤波延迟观测器；将输入电流采样值ifα、ifβ与等效采样电流iofα、iofβ的差值经过一比例控制器补偿到滤波延迟观测器的输入中；相比输入电流采样值ifα、ifβ，整流器输入电流观测值ioα、ioβ不受滤波器延迟的影响，其更接近实际的整流器输入电流值，由此滤波器延迟的影响得到补偿。

主权项

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eα、eβ和输入电流采样值ifα、ifβ；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； e α = u α + Ri α + L di α dt e β = u β + Ri β + L di β dt - - - ( 1 ) 式(1)中：eα、eβ为电网电压采样值；iα、iβ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；uα、uβ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)： F ( s ) = b m s m + b m - 1 s m - 1 + · · · + b 0 a n s n + a n - 1 s n - 1 + · · · + a 0 - - - ( 2 ) 式（2）中：a0，a1...an为滤波器传递函数分母部分的系数；b0，b1...bm为滤波器传递函数分子部分的系数；s为传递函数中的复变量；上述等效整流器数学模型和等效滤波器模型构成滤波延迟观测器；步骤三：将步骤一得到的电网电压采样值eα、eβ和上一个采样周期中计算得到的整流器输入电压值uα、uβ作为滤波延迟观测器的输入量，根据等效整流器数学模型计算得到等效整流器输入电流值ioα、ioβ；步骤四：将等效整流器输入电流值ioα、ioβ经过等效滤波器模型式计算得到等效采样电流iofα、iofβ；步骤五：将步骤一得到的输入电流采样值ifα、ifβ与步骤四得到的等效采样电流iofα、iofβ的差值经过一比例控制器补偿到滤波延迟观测器的输入中；步骤六：将等效整流器输入电流值ioα、ioβ作为整流器输入电流的观测值输入到模型预测控制算法中，得到最优的开关状态和对应的整流器输入电压值uα、uβ；相比输入电流采样值ifα、ifβ，整流器输入电流观测值ioα、ioβ不受滤波器延迟的影响，其更接近实际的整流器输入电流值，由此滤波器延迟的影响得到补偿。