双Buck逆变器的有限集模型预测控制

发布时间：2024-06-01 12:28

　　以航空静止变流器为对象,对基于有限集模型预测控制(FCS-MPC)的单相双Buck逆变器进行研究,消除了电感电流纹波导致的过零畸变问题,并具有效率高、鲁棒性强等优点。首先建立双Buck逆变器的数学模型,分析FCS-MPC的原理。其次分析双极性正弦脉宽调制(SPWM)下,半周期控制所导致的过零畸变的原因,证明FCS-MPC可以有效减小甚至消除过零畸变。接着分析了模型参数误差的影响,得出FCS-MPC应用在双Buck逆变器上具有鲁棒性强、响应速度快等优点。最后通过仿真和实验进行了验证。

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【部分图文】：

图１单相双Ｂｕｃｋ逆变器拓扑??Ｆｉｇ．?１?Ｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ?ｄｕａｌ?Ｂｕｃｋ?ｉｎｖｅｒｔｅｒ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ??

５－），男，江苏连云港人，硕士研究??生，研究方向为电力电子技术。??２．１?ＦＣＳ－ＭＰＣ的原理及建模??单相双Ｂｕｃｋ逆变器的拓扑如图丨所示。??为直流侧电压；Ｃ，，Ｃ２为电容，Ｃ，，Ｃ２的连接点接??地；，Ｌ２为输出滤波电感，且；ｒｉ，ｒ２为电感??的等效串联电阻，且ｒ，＝....

图２双Ｂｕｃｋ逆变器ＦＣＳ－ＭＰＣ框图??Ｆｉｇ．?２?ＦＣＳ－ＭＰＣ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｄｕａｌ?Ｂｕｃｋ?ｉｎｖｅｒｔｅｒ??

双Ｂｕｃｋ逆变器的有限集模型预测控制??制算法概念清晰、模型简单易馏，且不需要调制??器，在半周期模式下，每一采样周期主要是对两种??开关状态下的式（４）进行计算，计算量小，可大幅??度提高采样频率。??２．２单相双Ｂｕｃｋ逆变器过零畸变问题??传统的双极性ＳＰＷＭ应用于单相双Ｂ....

图３双极性ＳＰＷＭ作用下的过零点波形??Ｆｉｇ．?３?Ｚｅｒｏ－ｃｒｏｓｓｉｎｇ?ｗａｖｅｆｏｒｍ?ｏｆ?ｉＬ?ｕｎｄｅｒ?ｂｉｐｏｌａｒ?ＳＰＷＭ??

Ｓ－ＭＰＣ的目标是使测量电流值??与参考电流值之间的误差最小，将这一需求写成??代价函数的形式如下：Ｕｌｒｆ（ｉｆｃ＋ｌ）－￡？１（ｆｃ＋ｌ）ｌ。其中，??Ｕｆｃ＋ｌ）为Ａ＋１时刻参考电感电流值；ｉ？（Ａ?＋?ｌ）为??对于给定开关状态下的预测电感电流值，可以使??用变换器离散模....

图５两种不同控制方法下输出波形??Ｆｉｇ．?５?Ｏｕｔｐｕｔ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ?ｕｎｄｅｒ?ｔｗｏ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｍｅｔｈｏｄｓ??

??价函数为：??ｇ＇〇ｎ＝ｌｉｒｃｆ（Ａ：）－ｉ？？ｐ（Ａ＋ｌ）ｌ＝ｌｉｒｅｆ（Ａ：）－ｔｉ（Ａ：）－＾（Ａ）ｌ＝??丨。⑷部）１?（８）??式中：为Ｖ，开通时的电感电流预测值。??Ｖ，关断乂，无法小于零，所以＋??关断的代价函数为：??＜??５?０??－１０??ｖ／＼／＾??....

本文编号：3985889