[发明专利]一种三相电压型PWM整流器自适应连续变结构预测控制方法

摘要

本发明公开了一种基于三相电压型PWM整流器自适应连续变结构预测控制方法，采用双闭环控制，根据三相电压型PWM整流器系统的实际电信号，得到两相旋转坐标系下及亮相静止坐标系下的电网电流值，将这两个电流值输入预测模型，得到轴电压参考值和轴电压参考值；然后电压矢量空间分为7个区域，并确定电压矢量参考值所在的区域，根据上述电压参考值选择最优输出电压矢量，并将各矢量作用时间输入到调制器，将调制器输出的开关位置信号作为控制功率器件的开关信号。本发明加快了到达阶段的趋近速度，抑制了变结构控制系统的输出抖振，较传统的指数趋近律大大减小了系统输出抖振，改善了系统的启动响应、动态响应，提高了整流器的运行品质。

主权项

1.一种三相电压型PWM整流器自适应连续变结构预测控制方法，采用双闭环控制，其中电流内环采用模型预测控制，电压外环采用基于自适应连续函数构造的趋近律变结构控制，其特征在于，依次包括以下步骤：(1)采集三相电压型PWM整流器系统的三相电网电压ua、ub、uc，三相输入电流ia、ib、ic及直流母线实际电压值Udc；(2)将采集到的三相电网电压ua、ub、uc和三相输入电流ia、ib、ic经过3/2坐标变换，得到两相静止坐标系下的电网电压uα、uβ和输入电流iα、iβ，将两相静止坐标系下的电网电压信号经过软件锁相环，得到电网电压位置角θ；(3)将直流母线电压参考值与步骤(1)得到的直流母线电压实际值U_dc作差，经过自适应连续变结构控制，得到同步旋转坐标系下的d轴电流参考值设q轴电流参考值为0，再经由(2)得到的电网电压位置角θ进行Park反变换，得到两相静止坐标系下的α轴电流参考值和β轴电流参考值其中，下标α、β、d、q和dc均为区分作用，并非变量；(4)将步骤(2)得到的两相静止坐标系下的电网电压u_α、u_β和输入电流i_α、i_β，以及步骤(3)得到的两相静止坐标系下的α轴电流参考值和β轴电流参考值输入预测模型，得到α轴电压参考值和β轴电压参考值(5)根据电压矢量平面各点与8个电压矢量v_α、v_β的距离关系，将电压矢量空间分为7个区域，并确定步骤(4)中得到的电压矢量参考值和所在的区域；其中，电压矢量v_α、v_β分别为PWM整流器的α轴、β轴输入电压；(6)将步骤(4)得到的α轴电压参考值和β轴电压参考值与步骤(5)中相对应的区域电压矢量参考值点乘，若计算结果大于计算值c(k)，则电压矢量参考值在该区域内，此时选择该电压矢量作为最优输出电压矢量；(7)将步骤(6)得到的各矢量作用时间输入到调制器，将调制器输出的开关位置信号作为控制功率器件的开关信号。