模型预测电流控制方法、装置、计算机设备和存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种模型预测电流控制方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：在采样周期内，利用价值函数在基板电压矢量组中确定目标电压矢量组，目标电压矢量组包括三个不同的目标电压矢量，即模型预测电流控制输出矢量个数为三矢量，相较于单矢量或双矢量，三矢量对应的备选电压矢量覆盖范围交大，电流波纹较小，因此确定三个目标电压矢量对应的作用时长，利用电流波纹较小的三个目标电压矢量以及其相应的作用时长组合生成的期望电压矢量，有效地减少了直交轴电流脉动，对于逆变器具备良好的控制性能以及动态特性。好的控制性能以及动态特性。好的控制性能以及动态特性。

【技术实现步骤摘要】
模型预测电流控制方法、装置、计算机设备和存储介质


[0001]本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种模型预测电流控制方法、装置、计算机设备和存储介质。

技术介绍

[0002]模型预测电流控制(model predictive current control,MPCC)具有动态响应快，控制方式简单等特点。相比于PWM控制，MPCC在一个采样周期内逆变器开关管的控制更加灵活准确，通过对逆变器输出电流状态进行预测，将预测值带入代价函数来选择最优电压矢量，并利用最优电压矢量合成期望电压以控制逆变器。但通常MPCC在一个采样周期内发出矢量个数为单矢量或双矢量，无论MPCC在一个采样周期内发出矢量个数为单矢量还是双矢量，备选电压矢量的覆盖范围较小，电流纹波较大，导致所合成的期望电压对于逆变器的控制性能不佳。

技术实现思路

[0003]为了解决基于现有MPCC所生成的期望电压对于逆变器控制性能不佳的技术问题，本申请提供了一种模型预测电流控制方法、装置、计算机设备和存储介质。
[0004]第一方面，本申请提供了一种模型预测电流控制方法，包括：
[0005]在采样周期内，基于价值函数在基本电压矢量组中确定目标电压矢量组，其中，所述基本电压矢量组包含所述目标电压矢量组，所述目标电压矢量组包括三个不同的目标电压矢量，所述目标电压矢量为所述基本电压矢量组中任意一个基本电压矢量；
[0006]确定各个所述目标电压矢量对应的作用时长；
[0007]基于各个所述目标电压矢量以及相应的作用时长，组合形成用于控制逆变器的期望电压矢量。
[0008]第二方面，本申请提供了一种模型预测电流控制装置，包括：
[0009]第一确定模块，用于在采样周期内，基于价值函数在基本电压矢量组中确定目标电压矢量组，其中，所述基本电压矢量组包含所述目标电压矢量组，所述目标电压矢量组包括三个不同的目标电压矢量，所述目标电压矢量为所述基本电压矢量组中任意一个基本电压矢量；
[0010]第二确定模块，用于确定各个所述目标电压矢量对应的作用时长；
[0011]电压生成模块，用于基于各个所述目标电压矢量以及相应的作用时长，组合形成用于控制逆变器的期望电压矢量。
[0012]第三方面，本申请提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0013]在采样周期内，基于价值函数在基本电压矢量组中确定目标电压矢量组，其中，所述基本电压矢量组包含所述目标电压矢量组，所述目标电压矢量组包括三个不同的目标电压矢量，所述目标电压矢量为所述基本电压矢量组中任意一个基本电压矢量；
[0014]确定各个所述目标电压矢量对应的作用时长；
[0015]基于各个所述目标电压矢量以及相应的作用时长，组合形成用于控制逆变器的期望电压矢量。
[0016]第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0017]在采样周期内，基于价值函数在基本电压矢量组中确定目标电压矢量组，其中，所述基本电压矢量组包含所述目标电压矢量组，所述目标电压矢量组包括三个不同的目标电压矢量，所述目标电压矢量为所述基本电压矢量组中任意一个基本电压矢量；
[0018]确定各个所述目标电压矢量对应的作用时长；
[0019]基于各个所述目标电压矢量以及相应的作用时长，组合形成用于控制逆变器的期望电压矢量。
[0020]基于上述模型预测电流控制方法，在每个采样周期内，利用价值函数在基板电压矢量组中确定目标电压矢量组，目标电压矢量组包括三个不同的目标电压矢量，即模型预测电流控制输出矢量个数为三矢量，相较于单矢量或双矢量，三矢量对应的备选电压矢量覆盖范围交大，电流波纹较小，因此确定三个目标电压矢量对应的作用时长，利用电流波纹较小的三个目标电压矢量以及其相应的作用时长组合生成的期望电压矢量，有效地减少了直交轴电流脉动，对于逆变器具备良好的控制性能以及动态特性。
附图说明
[0021]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为一个实施例中模型预测电流控制方法的应用环境图；
[0024]图2为一个实施例中模型预测电流控制方法的流程示意图；
[0025]图3为一个实施例中基本电压矢量的效果示意图；
[0026]图4为一个实施例中期望电压矢量的覆盖范围示意图；
[0027]图5为一个实施例中双矢量MPCC的稳态电流波形图；
[0028]图6为一个实施例中三矢量MPCC的稳态电流波形图；
[0029]图7为一个实施例中双矢量MPCC的dq轴电流波形图；
[0030]图8为一个实施例中三矢量MPCC的dq轴电流波形图；
[0031]图9为一个实施例中模型预测电流控制装置的结构框图；
[0032]图10为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
[0033]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0034]图1为一个实施例中模型预测电流控制方法的应用环境图。参照图1，该模型预测电流控制方法应用于模型预测电流控制系统。该模型预测电流控制系统包括模型预测电流控制装置、前置处理装置、脉冲发生器、逆变器以及直流电源。前置处理装置采集逆变器输出的三相并网电流，分别为i
a
(k)、i
b
(k)、i
c
(k)，对三相并网电流进行模数转换后进行坐标转换，转换至旋转坐标轴后得到k时刻对应的第一采集电流i
d
(k)和第二采集电流i
q
(k)，将i
d
(k)和i
q
(k)传递至模型预测电流控制装置，模型预测电流控制装置利用接收到的k时刻的第一采集电流和第二采集电流预测(k+1)时刻的预测电流，得到第一预测电流i
d
(k+1)和第二预测电流i
q
(k+1)，模型预测电流控制装置再利用预测得到的预测电流选择最优电压矢量，得到寻优后的u
i
和u
j
，计算电压矢量对应的作用时长，从而输出各个电压矢量对应的作用时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模型预测电流控制方法，其特征在于，所述方法包括：在采样周期内，基于价值函数在基本电压矢量组中确定目标电压矢量组，其中，所述基本电压矢量组包含所述目标电压矢量组，所述目标电压矢量组包括三个不同的目标电压矢量，所述目标电压矢量为所述基本电压矢量组中任意一个基本电压矢量；确定各个所述目标电压矢量对应的作用时长；基于各个所述目标电压矢量以及相应的作用时长，组合形成用于控制逆变器的期望电压矢量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于价值函数在基本电压矢量组中确定目标电压矢量组，包括：基于所述价值函数在所述基本电压矢量组内的多个有效电压矢量中确定第一目标电压矢量，其中，所述基本电压矢量为有效电压矢量或零矢量；基于所述价值函数在候选电压矢量组中确定第二目标电压矢量，其中，所述候选电压矢量组包含所述基本电压矢量组中除所述第一目标电压矢量以外的全部有效电压矢量；将所述第一目标电压矢量、所述第二目标电压矢量以及所述基本电压矢量组中的零矢量作为所述目标电压矢量组中的三个所述目标电压矢量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述价值函数在所述基本电压矢量组内的多个有效电压矢量中确定第一目标电压矢量，包括：根据从逆变器获取到的当前采集电流，确定所述基本电压矢量组中各个所述有效电压矢量对应的预测电流；基于所述价值函数确定各个所述预测电流对应的函数值；将数值最小的函数值所对应的有效电压矢量作为所述第一目标电压矢量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定各个所述目标电压矢量对应的作用时长，包括：确定各个所述目标电压矢量在旋转坐标轴下的电流斜率；根据各个所述目标电压矢量对应的电流斜率以及所述采样周期对应的采样时长，确定各个所述目标电压矢量对应的作用时长，其中，各个所述目标电压矢量对应的作用时长之和为所述采样时长。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各个所述目标电压矢量以及相应的作用时长，组合形成用于控制逆变器的期望电压矢量之前，所述方法还包括：确定各个所述目标电压矢量对应的作用时长与预设时长条件之间的匹配状态；在各个所述目标电压矢量对应的作用时长与预设时长条件之间的匹配状态均为匹配成功的情况下，执行所述基于各个所述目标电压矢量以及相应的作用时长，组合形成用于控制逆变器的期望电压矢量的步骤。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定各个所述目标电压矢量对应的作用时长与预设时长条件之间的匹配状态之后，所述方法还包括：在至少一个所述目标电压矢量对应的作用时长与预设时长条件之间的匹配状态为匹配失败的情况下，基于所述采样周期对应的采样时长确定各个所述目标电压矢量对应的重分配作用时长；将所述重分配作用时长作为所述作用时长执行所述基于各个所述目标电压矢量...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文帅，孙磊，夏乐梅，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：