一种基于无差拍控制的双环预测控制方法技术
A double loop predictive control method based on beat free control
【技术实现步骤摘要】
一种基于无差拍控制的双环预测控制方法
本专利技术涉及电力电子变流和工业控制领域，尤其涉及一种基于无差拍控制的双环预测控制方法。
技术介绍
数字控制具有简化硬件电路，避免模拟控制元件老化和温漂带来的问题等优点逐渐受到广泛使用。常用的数字控制有数字比例积分(Proportional-Integral,PI)控制，无差拍控制，重复控制等控制方法。无差拍控制具有动态性能好，稳态误差小而且开关频率固定等优点受到广泛关注。目前在双环控制运用过程中，无差拍控制一般用于电流内环控制，电压外环控制都采用PI控制或者滑膜控制。传统的数字PI控制参数整定困难，滑膜控制存在抖振问题，影响系统(系统是指控制方法的实施对象，一般是指电力电子变换器，在本专利技术当中指的是单相电压型逆变器)的稳态精度，它们的动态性能一般。系统的性能不仅取决于内环控制，也制约于外环控制。针对双环预测控制的研究极少，对于目前变换器高频化的趋势，开展双环预测控制对改善系统动态性能和稳态性能至为关键。
技术实现思路
针对现有控制策略的不足，本专利技术目的在于提供一种基于无差拍控制的双环预测控制方法。该方法以无差拍控制为基础...
【技术保护点】
一种基于无差拍控制的双环预测控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(S1)列出系统离散时刻的状态方程，并将其离散化；(S2)测量系统的状态变量，控制输入变量，被控输出变量和干扰变量；(S3)列出系统离散基尔霍夫电流定律(Kirchhoff Current Law,KCL)方程，改写该方程得到电压外环控制率；(S4)列出系统离散基尔霍夫电压定律(Kirchhoff Voltage Law,KVL)方程，改写该方程得到电流内环控制率，利用(S3)的电流参考值和电流内环控制率计算调制信号；(S5)将(S4)得到的调制信号输入至调制单元，与三角波比较，输出开关组合直接作用于系统。
【技术特征摘要】
1.一种基于无差拍控制的双环预测控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(S1)列出系统离散时刻的状态方程，并将其离散化；(S2)测量系统的状态变量，控制输入变量，被控输出变量和干扰变量；(S3)列出系统离散基尔霍夫电流定律(KirchhoffCurrentLaw,KCL)方程，改写该方程得到电压外环控制率；(S4)列出系统离散基尔霍夫电压定律(KirchhoffVoltageLaw,KVL)方程，改写该方程得到电流内环控制率，利用(S3)的电流参考值和电流内环控制率计算调制信号；(S5)将(S4)得到的调制信号输入至调制单元，与三角波比较，输出开关组合直接作用于系统。2.根据权利要求1所述的一种基于无差拍控制的双环预测控制方法，其特征在于：在(S1)中，列出系统离散时刻的状态方程:d[]/dt表示状态变量的微分值；L、C分别表示单相电压型逆变器的滤波电感值和滤波电容值；V0(k)、iL(k)分别表示逆变器k采样时刻的输出电压值和滤波电感电流值，作为逆变器的状态变量；Vin(k)表示k采样时刻逆变桥交流侧电压值，作为系统的干扰变量；i0(k)表示k采样时刻的输出电流值,作为系统的干扰变量；yc(k)表示k采样时刻的被控输出变量值；设系统的采样周期为T,将状态方程离散化得：V0(k+1)、iL(k+1)分别表示k+1采样时刻的输出电压值和滤波电感电流值，作为系统的状态变量；V0(k)、iL(k)分别表示逆变器k采样时刻的输出电压值和滤波电感电流值，作为逆变器的状态变量；Vin(k)表示k采样时刻逆变桥交流侧电压值，作为系统的干扰变量；i0(k)表示k采样时刻的输出电流值,作为系统的干扰变量；yc(k)表示k采样时刻的被控输出变量值；L、C分别表示单相电压型逆变器的滤波电感值和滤波电容值；T是系统的采样周期。3.根据权利要求1所述的一种基于无差拍控制的双环预测控制方法，其特征在于：在(S2)中，测量...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜贵平，黎嘉健，柳志飞，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44
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