[发明专利]一种基于动态权重的新型定频模型预测电流控制方法

摘要

本发明属于功率变换器控制领域，涉及一种动态变权重新型定频模型预测电流控制方法，该方法根据三重化变流器等效开关电路以及集成控制理论，对系统进行控制。传统定频模型预测电流控制根据系统离散化数学模型，精确计算下一时刻所需电压矢量，因此在动态过程中具有响应迅速的特点，因受三重化变流器系统中直流母线电压二倍频波动影响，在稳态过程中不具有良好控制性能，而在稳态过程中比例谐振(Proportional Resonant，简称PR)控制算法可以实现交流信号无静差跟踪，但PR控制算法在动态过程中存在控制调节滞后的缺点。因此，本发明结合两种控制算法的优点，将PR控制算法作为模型预测电流控制的补偿环节，构建动态变权重新型定频模型预测电流控制，以d轴电流误差值作为判断依据，根据钟型曲线中高斯分布函数，设计时变权重函数m。根据m函数的变化规律能够实现两种算法平滑转换，进而削弱了直流侧母线电压中二倍频波动对控制系统性能的影响，保证了控制系统在动、稳态过程中均具有良好的性能。

主权项

1.一种动态变权重新型定频模型预测电流控制方法，其特种在于，包括以下步骤：步骤一，在k时刻，由控制系统对所需信号进行采样，具体包括：三组直流母线电压、电网侧输入三相电压eA，B，C以及三相电流iA，B，C；步骤二，令q轴给定电流为零，根据电压外环给定值与反馈值之间的差值，经过比例积分控制器得到d轴电流给定值idref；步骤三，将采样得到的电压eA，B，C经过锁相环运算，得到位置信息θ，并将交流输入电压信号(采样得到)与电流信号(采样与计算得到)通过坐标变换理论，变换为α‑β轴系下电压、电流分量；步骤四，利用k时刻电流、电压采样值，根据系统离散化数学模型，计算模型预测电流控制的延时补偿值，即k+1时刻电流值iα，β(k+1)；步骤五，将延时补偿值iα，β(k+1)代替k时刻电流值iα，β(k)，代入系统离散化数学模型，当采用模型预测电流控制时，求解α‑β轴系下，模型预测电流控制输出给定电压矢量uαp、uβp；步骤六，根据系统离散化数学模型经PR控制器，得到采用PR控制时，输出给定电压矢量为uαpr、uβpr；步骤七，根据钟型曲线中高斯分布函数，构造时变函数m，从而实现模型预测电流控制与PR控制的平滑转换，其中m的值在0到1之间。步骤八，根据k时刻所获得的位置信息θ、三组母线电压，将最终获得的参考电压矢量uαend(k)、uβend(k)除以2，分别由三个SVPWM计算单元进行PWM波占空比计算，在k+1时刻进行占空比更新，同时在k+1时刻重复步骤一至步骤七，以此进行循环。