一種低成本的雙PWM功率變換器模型預(yù)測(cè)控制方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種低成本的雙PWM功率變換器模型預(yù)測(cè)控制方法，包括：根據(jù)測(cè)量的相電流和轉(zhuǎn)速估算感應(yīng)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子磁鏈；預(yù)測(cè)下一采樣時(shí)刻逆變側(cè)四個(gè)電壓矢量對(duì)應(yīng)定子磁鏈的絕對(duì)值、轉(zhuǎn)矩，整流側(cè)有功功率和無(wú)功功率，根據(jù)四個(gè)橋臂的開(kāi)關(guān)狀態(tài)預(yù)測(cè)電容電壓；速度外環(huán)和母線電壓外環(huán)采用比例積分調(diào)節(jié)器(PI)，調(diào)節(jié)器輸出有功功率給定和電機(jī)磁鏈給定；通過(guò)預(yù)測(cè)值、測(cè)量值和給定值構(gòu)建系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)，施加較小目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的整流和逆變側(cè)的開(kāi)關(guān)組合到功率變換器。本發(fā)明專利技術(shù)適用于低成本的雙PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)，采用本發(fā)明專利技術(shù)所使用的最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)確定方法，可以大大減少模型預(yù)測(cè)控制的預(yù)測(cè)和迭代次數(shù)，降低計(jì)算復(fù)雜度，使之能夠在實(shí)際工程中實(shí)現(xiàn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
201610171340

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種低成本的雙PWM功率變換器模型預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于，包括：S1、分別測(cè)出三相電網(wǎng)電壓三相電網(wǎng)電流三相電機(jī)電流母線電壓ud和電機(jī)轉(zhuǎn)速ω；S2、在整流側(cè)計(jì)算有功功率的給定值P*，在逆變側(cè)計(jì)算轉(zhuǎn)矩的給定值S3、通過(guò)所述母線電壓ud計(jì)算各開(kāi)關(guān)狀態(tài)下的電壓矢量當(dāng)前時(shí)刻的值；S4、通過(guò)所述電機(jī)轉(zhuǎn)速ω和所述三相電機(jī)電流估算轉(zhuǎn)子磁鏈然后計(jì)算定子磁鏈其計(jì)算公式如下：ψ→r+τrdψ→rdt=Lmi→l+jωτrψ→r]]>ψ→s=LmLrψ→r+σLsi→l]]>其中，τr＝Lr/Rr為電機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)；Rr是電機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻；Lm、Lr、Ls分別為電機(jī)定轉(zhuǎn)子互感、轉(zhuǎn)子電感和定子電感；σ＝1?Lm2/LsLr是電機(jī)漏感系數(shù)；S5、在整流側(cè)，預(yù)測(cè)下一采樣時(shí)刻有功功率P(k＋1)和無(wú)功功率Q(k＋1)，PN額定輸出功率，在逆變側(cè)，預(yù)測(cè)下一采樣時(shí)刻所有電壓矢量對(duì)應(yīng)定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩Te(k＋1)，TeN,是額定轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈；S6、設(shè)計(jì)整流側(cè)目標(biāo)函數(shù)：Jg=[P*-P(k+1)i]2/PN2+[Q*-Q(k+1)i]2/PN2,i∈{1,2,3,4}]]>設(shè)計(jì)逆變側(cè)目標(biāo)函數(shù)：Jm=[Te*-Te(k+1)i]2/TeN2+λ0[|ψs*|-|ψ→e(k+1)|i]2/|ψsN|2,i∈{1,2,3,4}]]>其中，λ0表示跟蹤磁鏈和轉(zhuǎn)矩的相對(duì)重要性；當(dāng)λ0＜1時(shí)，控制策略優(yōu)先跟蹤轉(zhuǎn)矩，當(dāng)λ0＞1時(shí)，控制策略優(yōu)先跟蹤磁鏈；S7、設(shè)計(jì)電網(wǎng)側(cè)過(guò)電流約束目標(biāo)函數(shù)：Jg_oc=λ∞f(|i→g(k+1)|>ig_max)]]>電機(jī)側(cè)過(guò)電流約束的目標(biāo)函數(shù)：Jm_oc=λ∞f(|i→l(k+1)|>il_max)]]>電容電壓漂移抑制的目標(biāo)函數(shù)：Jc_oc＝λ∞f(|ig3(k＋1)?il3(k＋1)|＞ic_max)其中，λ∞是一個(gè)很大的值，ig_max、il_max、ic_max分別是電網(wǎng)側(cè)、電機(jī)側(cè)、電容部分允許流過(guò)的最大電流，f(·)是一個(gè)二進(jìn)制函數(shù)，當(dāng)條件正確時(shí)函數(shù)為1，條件錯(cuò)誤時(shí)為0；設(shè)計(jì)電容電壓抵消抑制、防止偏離方向的目標(biāo)函數(shù)：Jc_v＝[vc1(k＋1)?vc2(k+1)]2.這里，x＝c1,c2，C是母線電容；S8、綜合逆變側(cè)總的目標(biāo)函數(shù)：J2_m＝Jm+Jm_oc整流側(cè)總的目標(biāo)函數(shù)：J2_g＝Jg+λ1·Jc_v+Jg_oc+Jc_oc取使得目標(biāo)函數(shù)最小化的電壓矢量為最優(yōu)的電壓矢量，施加該電壓矢量對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)組合到每個(gè)橋臂。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙金，周德洪，顏宸，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華中科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：湖北;42