[发明专利]基于FPGA的DC/DC转换器预测控制方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的DC/DC转换器预测控制方法，其特征在于，包括：

根据DC/DC转换器的模型计算出相应的平均状态空间方程，获得A，B，C，D矩阵；

在MATLAB仿真中，基于所述平均状态空间方程模型，通过仿真调节求出最优的控制权矩阵P和误差权矩阵Q，y_r表示输出电流或者电压值的设定值，u_r是占空比参考值；

并通过下式计算出预测控制所需的神经网络优化的矩阵参数s、t和W，存于FPGA中，

t＝－2Γ^TQy_r－2P^Tu_r

W＝KH^-1K^T和H＝2(Γ^TQΓ+P)

上式中，K是8*8的单位矩阵，Γ和是预测控制的初始化矩阵，求得DC/DC转换器的输出电流和电压的估计值，再根据f＝s*x(k)+t计算出f矩阵，存入所述FPGA相应的RAM地址；x(k)代表该时刻的电流电压值；

读控制模块根据时序控制模块所发出的信号读取相应RAM里面的数据送入MAC乘加器，并通过下式计算出q和Px，将计算的结果Px进行约束处理后,得到Px_f,再次存入RAM，重复该步骤，直到达到优化次数，使得λ稳定，以此实现神经网络的优化运算，此时得到符合预测控制要求的占空比控制量u；

q＝-K*H^-1*f；

Px＝W*λ+q-λ；

u＝H^-1[K*μ*(Px_f-Wλ-q)dt-f]；

μ是拉格朗日乘子，通过接口单元将计算得到的占空比控制量u输出至DC/DC转换器，用于控制DC/DC转换器中IGBT的通断，实现对DC/DC转换器的预测控制。

2.根据权利要求1所述基于FPGA的DC/DC转换器预测控制方法，其特征在于：通过接口单元将计算得到的占空比控制量依次传送给PWM波形输 出模块和驱动模块，所述驱动模块将PWM波形输出模块的0～5v驱动信号放大至-10～15v，放大后的驱动信号传送至输出至DC/DC转换器。