[发明专利]一种用于三电平直流变换器的复合控制器及其控制方法

权利要求书

1.一种用于三电平直流变换器的复合控制器的复合控制方法，其特征在于，所述复合控制器包括控制单元、状态切换单元、选取单元、反向弹跳单元、比较单元、分析单元，所述控制单元接收滤波电感电流、三电平全桥直流变换器的输出电压和三电平全桥直流变换器的输出电流，所述控制单元向状态切换单元发送电压信号，所述状态切换单元向选取单元发送电压信号，所述选取单元向反向弹跳单元和比较单元发送电压信号，所述比较单元向状态切换单元和分析单元发送电压信号；

所述控制单元包括权重控制器和预测控制器，所述权重控制器接收滤波电感电流信号和三电平全桥直流变换器的输出电压信号，所述预测控制器接收滤波电感电流信号、三电平全桥直流变换器的输出电流信号和三电平全桥直流变换器的输出电压信号；

所述状态切换单元包括状态切换模块Ⅰ和状态切换模块Ⅱ，所述权重控制器和预测控制器均向状态切换模块Ⅰ发送电压信号；

所述选取单元包括最优波形选取器，所述状态切换模块Ⅰ向最优波形选取器发送电压信号，所述最优波形选取器向备选电压1和比较单元的比较器发送电压信号，所述最优波形选取器同时接收三电平全桥直流变换器的输出电压信号；

所述反向弹跳单元包括目标反向弹跳器，所述最优波形选取器向目标反向弹跳器发送电压信号，所述目标反向弹跳器向备选电压2发送电压信号，所述目标反向弹跳器同时接收三电平全桥直流变换器的输出电压信号；

所述比较单元包括比较器，所述比较器向状态切换单元的状态切换模块Ⅱ、分析单元的误差分析选择器发送电压信号，所述比较器同时接收三电平全桥直流变换器的输出电压信号；

所述分析单元包括误差分析选择器，所述状态切换模块Ⅱ向分析单元的误差分析选择器发送电压信号，所述状态切换模块Ⅱ同时接收三电平全桥直流变换器的输出电压信号和备选电压2的电压信号；所述误差分析选择器同时接收状态切换模块Ⅱ和备选电压1的电压信号，所述误差分析选择器输出最优电压；

所述复合控制器的控制方法为：将权重控制器和预测控制器输出作为筛选电压的来源，同时将权重控制器和预测控制器来源输入到最优波形选取器中，通过估计值本身、估计值的算术以及几何平均数来规划一个最优的估计电压值，当电压值过小的时候，即与电压给定值相差过大时，反向弹跳器模块进行工作，可以实现将预测的下一时刻电压估计值弹跳到给定值附近，弹跳精度为给定数值上下0.01，当精度达到要求弹跳器自动失效，最终得到下一时刻电压的最优解，将最优解输送到PI控制器中，实现复合控制器的功能即输出移相角控制信号。

2.根据权利要求1所述一种用于三电平直流变换器的复合控制器的复合控制方法，其特征在于，所述复合控制器的权重控制器中根据公式：

其中a,b为权重系数，代表前后两变量决定下一时刻输出电压量的权重；u_ok1是当前时刻的输出电压值；u_ok2是对下一时刻输出电压值的估计值；i_Lk1是当前时刻副边电感上的电流值；C是滤波电容；R是额定负载；T_s是开关周期；

所述复合控制器的预测模块采用迭代法，根据系统的电气关系可以得到：

其中i_o(k)是当前时刻的输出电流值。