三相三电平中性点钳位逆变器的预测控制方法技术

本发明专利技术涉及一种三相三电平中性点钳位逆变器的预测控制方法，该方法首先测量负载电流与直流侧电容电压，然后估算负载的反向电势，再计算各开关量对应的代价函数值，进而应用最小代价函数值对应的开关量，最后再依次重复上述步骤。该方法有利于降低开关频率，维持直流侧电容电压平衡。

【技术实现步骤摘要】
三相三电平中性点钳位逆变器的预测控制方法
本专利技术属于逆变器控制
，具体涉及一种三相三电平中性点钳位逆变器的预测控制方法。
技术介绍
现代功率电子变换器具有一些主要特性，包括频率高、尺寸小、重量低、运行快和功率密度高等。这产生了不同类型的脉宽调制(PulseWidthModulation,PWM)技术，成为应用于电力电子系统的基本控制方式。PWM模块不仅可以控制功率变换器，同时也可以使功率变换器线性化，因而可以将其看作线性功率放大器(执行器)。因此，传统上，在由比例积分(ProportionIntegrate,PI)调节器构成的级联多环路系统中对功率变换器和驱动系统进行控制。模型预测控制(ModelPredictiveControl,MPC)提供了一种与众不同的方法进行能量处理，就是将功率变换器当做离散和非线性的执行器。在MPC系统中，通过单一的控制器实现控制动作，这一控制器可以从所有可能的状态中在线选择状态，并在可以使代价函数最小的离散时间预测模型中计算控制动作。因此，通过合适的代价函数形式，MPC可以满足更高的灵活性，并同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三相三电平中性点钳位逆变器的预测控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1：三相三电平中性点钳位逆变器开始运行；/n步骤S2：在t

【技术特征摘要】
1.一种三相三电平中性点钳位逆变器的预测控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：三相三电平中性点钳位逆变器开始运行；
步骤S2：在tk时刻采样获得负载电流i(k)，直流环节电容器C1、C2电压vc1(k)、vc2(k)；
步骤S3：利用公式(1)对负载反向电势进行估计：



式中，为k-1时刻的估计反电动势，v(k-1)的初始值为0，vc1(k)、vc2(k)的初始值为266.5v，i(k-1)的初始值为0A；
步骤S4：将代价函数值赋值为无穷大；
步骤S5：将27个开关量依次代入到下列式子分别得到tk+1时刻的预测负载电流ip(k+1)，预测直流环节电容器电压vpc1(k+1)、vpc2(k+1)：









式中，ip(k+1)为tk+1时刻的预测负载电流，vpc1(k+1)、vpc2(k+1)为tk+1时刻预测直流环节电容器电压，上标p为预测变量；
步骤S6：将获得的目标量预测值ip(k+1)、vpc1(k+1)、vpc2(k+1)代入到下列公式得到代价函数值；



步骤S7：依次将27个开关状态代入步骤S4-S5，计算得到最小的代价函数值对应的最优电压矢量v(k)；
步骤S8：应用最优电压矢量v(k)，并返回步骤S2。


2.根据权利要求1所述的三相三电平中性点钳位逆变器的预测控制方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：
步骤S31：负载电流动态方程用下式矢量微分方程描述：



步骤S32：在采样时间Ts下，式(5)的负载电流公式描述了离散化过程；将使用离散时间模型预测从第k个采样时刻的电压和所测得的电流中得到未来的负载...

【专利技术属性】
技术研发人员：金涛，朱敏龙，张钟艺，李泽文，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35