[发明专利]减少稳态跟踪误差的两矢量模型预测控制方法

说明书

本发明提供了一种减少稳态跟踪误差的两矢量模型预测控制方法，包括：采集逆变器三相并网电压和三相并网电流的实际值，利用克拉克变换得到两相静止坐标系下的电压值和电流值；根据获取到的电压值和电流值计算出三相逆变器的输出参考电压矢量，并计算所述输出参考电压矢量的幅值和相角；判断所述输出参考电压矢量所在的大扇区及具体位于大扇区中的具体区间；根据最短距离确定最优矢量组合和各矢量的占空比；确定每个逆变器基础电压矢量的占空比；采用脉宽调制技术，实现对系统的控制。本发明的方法增加了两个备选矢量组合，减少了参考电压矢量与合成矢量之间的误差，有效地提高了系统的电流稳态跟踪性能。

技术领域

本发明涉及电力电子的变流技术领域和控制领域，特别涉及一种减少稳态跟踪误差的两矢量模型预测控制方法。

背景技术

传统的预测控制方法在一个控制周期内只有单一矢量作用，系统的稳态性能较差。通过大量的研究表明，在单个采样周期内使用多个矢量可以有效地提高系统的稳态性能。常见的方法有电压空间矢量调制和两矢量预测控制。前者的稳态性能更优，但是，调制过程比较复杂，系统的计算量比较大，对CPU的要求比较高，对于开关频率的要求也较高。两矢量预测控制能有效地改善系统的稳态性能，具体方法是先选择有效矢量，再选择零矢量，最后计算各个矢量的占空比后采用PWM调制技术，实现对系统的控制。该方法仅考虑同一扇区内的矢量的组合，输出矢量是局部最优值，并非全局最优，容易造成较大的电流跟踪误差，系统稳态性能没有实现最优。

发明内容

本发明提供了一种减少稳态跟踪误差的两矢量模型预测控制方法，其目的是为了改善系统的稳态跟踪性能。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种减少稳态跟踪误差的两矢量模型预测控制方法，包括：

步骤1，采集逆变器三相并网电压和三相并网电流的实际值，利用克拉克变换得到两相静止坐标系下的电压值和电流值；

步骤2，根据获取到的电压值和电流值计算出三相逆变器的输出参考电压矢量，并计算所述输出参考电压矢量的幅值和相角；

步骤3，根据所述幅值和相角判断所述输出参考电压矢量所在的大扇区及具体位于大扇区中的具体区间；

步骤4，计算所述输出参考电压矢量和临近的由两个基础电压矢量端点构成的直线的距离，根据最短距离确定最优矢量组合和各矢量的占空比；

步骤5，根据所述输出参考电压矢量所属的大扇区情况，确定每个逆变器基础电压矢量的占空比；

步骤6，采用脉宽调制技术，实现对系统的控制。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

本发明的减少稳态跟踪误差的两矢量模型预测控制方法增加了两个备选矢量组合，减少了参考电压矢量与合成矢量之间的误差，有效地改善了系统的稳态跟踪性能。

附图说明

图1为本发明的减少稳态跟踪误差的两矢量模型预测控制方法的流程示意图；

图2为三相逆变器控制电路的结构示意图；

图3为αβ坐标系中扇区的划分示意图；

图4为参考矢量位于区间I最优矢量组合选择示意图；

图5为参考矢量位于区间Ⅱ最优矢量组合选择示意图；

图6为参考矢量位于区间Ⅲ最优矢量组合选择示意图；

图7为参考矢量位于区间Ⅳ最优矢量组合选择示意图；

图8为参考矢量位于区间Ⅴ最优矢量组合选择示意图；

图9为参考矢量位于区间Ⅵ最优矢量组合选择示意图；

图10为参考矢量位于区间VII-1最优矢量组合选择示意图；