[发明专利]三相电压型功率因数校正变换器鲁棒模型预测控制方法

摘要

本发明公开了一种三相电压型功率因数校正变换器鲁棒模型预测控制方法，步骤包括：步骤1、建立三相PWM变换器预测模型，通过控制开关状态Sd,Sq实现系统电流、电压状态的控制；步骤2、确定模型预测控制器价值函数J；步骤3、最小化价值函数，并求取电压矢量作用时间T1和T2；步骤4、参数不确定条件下，计算不同电压矢量作用下的电流变化量，不同电压矢量作用下Urα,Urβ的值通过表3查询获得，采用空间矢量调制方法，实现三相PWM变换器的输入电流控制及单位功率因数要求。本发明的控制方法结构简单，能够实现参数不确定条件下三相电压型功率因数校正变换器高性能控制，准确性高。

主权项

1.一种三相电压型功率因数校正变换器鲁棒模型预测控制方法，其特征在于，按照以下步骤实施：步骤1、建立三相PWM变换器预测模型，假设a,b,c三相交流电压分别为Ua,Ub,Uc；a,b,c三相滤波电感电流分别为Ia,Ib,Ic；三相滤波电感分别为La＝Lb＝Lc＝L，等效电阻为R，输出滤波电容为C，输出电容电压为Udc，负载电流为IL＝Udc/RL，得到基于三相静止abc坐标系的三相PWM变换器的动态模型，表达式如下：其中，Sa,Sb,Sc表示三相桥臂的开关函数，定义如下：将式(1)三相静止abc坐标系模型转换到同步旋转dq坐标系下，表达式为：其中，Urd＝SdUdc,Urq＝SqUdc为控制输入，ω为输入三相电压角频率，式(6)作为三相PWM变换器预测模型，通过控制开关状态Sd,Sq实现系统电流、电压状态的控制；步骤2、确定模型预测控制器价值函数J，假设在第k个采样周期开始时刻，三相PWM变换器d轴有功电流为Id(k)，q轴无功电流为Iq(k)，通过电压矢量Um作用T1时间后，d轴和q轴电流表达式为：其中edm,eqm分别为电压矢量Um作用下d轴和q轴电流变化率，类似地，通过电压矢量Un作用T2时间及电压矢量U0作用T0时间后，即采样周期结束时刻，三相PWM变换器d轴和q轴电流表达式变为：其中，ed0,eq0分别为电压矢量U0作用下d轴和q轴电流变化率，edn,eqn分别为电压矢量Un作用下d轴和q轴电流变化率，由此计算得到d轴和q轴期望电流与预测模型电流间误差eId,eIq表达式为：其中Idref为d轴期望电流值，Iqref为q轴电流期望值，因此，建立电流内环鲁棒模型预测控制器价值函数J表达式为：步骤3、最小化价值函数，并求取电压矢量作用时间T1和T2，为了在每个控制周期内最大限度的减少dq轴电流误差，所定义价值函数J应保证最小，即电压矢量作用时间T1和T2应满足如下条件：综合式(9)～式(12)，求得：步骤4、参数不确定条件下，计算不同电压矢量作用下的电流变化量，采用空间矢量调制方法，实现对三相PWM变换器输入电流控制及单位功率因数的要求。