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[发明专利]一种双级式矩阵变换器最优开关序列模型预测控制算法-CN202111563528.6有效
发明人：公铮;梁建国;高子仪;亓俊鹏;赵思涵;戴鹏 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2021-12-20 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： H02M5/293 文献下载
摘要：本发明给出了一种双级式矩阵变换器最优开关序列模型预测控制算法，该策略将整流级、逆变级各个扇区空间矢量调制序列作为待选序列，利用两级离散域数学模型求取序列中各个开关矢量作用下的电流一步估计值并建立基于电流变化率的预测模型。为了最小化电流跟踪误差，通过求导公式来获得各个开关矢量的作用时间。将各个开关矢量作用下的电流误差的平方和作为价值函数，通过遍历寻优，选取两级价值函数最小的序列进行协调配合。本发明的有益之处是与传统的调制型模型预测相比，该策略不再将整个开关序列最终作用结果作为评判标准，而是充分考虑序列中各个开关矢量所产生的电流纹波，实现输出电流的谐波含量更低，稳态性能更好。
一种双级式矩阵变换器最优开关序列模型预测控制算法

[发明专利]一种基于虚拟电抗的MMC直流故障限流方法-CN202110319896.X有效
发明人：公铮;赵思涵;亓俊鹏;周娟;戴鹏;原亚雷 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2021-03-25 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： H02M7/483 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于虚拟电抗的MMC直流故障电流限流方法，属于直流输配电技术领域。MMC直流侧发生双极短路故障后，故障电流快速上升，危害电力电子器件安全。本发明基于现有MMC基本控制策略，将桥臂中的虚拟电抗通过反馈函数映射到控制器中，等效增大桥臂电抗，故障后通过对MMC桥臂电压参考值进行修正，减小MMC的输出直流电压实现直流故障电流的抑制。具体为：首先，测量每相桥臂电流并计算出每相的平均电流变化率。然后，对直流故障电流在桥臂虚拟电抗上产生的直流电压偏差进行计算。最后，将相关的偏差修正量叠加到MMC的桥臂参考电压中进行修正，通过减小故障后桥臂电压参考值，来实现故障电流抑制与减小直流断路器开断电流的目的。
一种基于虚拟电抗 mmc 直流故障限流方法

[发明专利]一种基于MMC的LLC谐振直流变换器及其控制策略-CN202210569288.9在审
发明人：公铮;亓俊鹏;郑长明;戴鹏;伍小杰 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-05-24 - 公布日： 2022-10-14 - 主分类号： H02M3/335 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于MMC的LLC谐振直流变换器，该变换器包括：由全桥子模块组成的全桥MMC结构、LLC谐振腔、隔离变压器、不控整流电路及输出滤波电容，属于直流变换器领域；其中全桥MMC结构采用可升压的准方波调制策略，LLC谐振腔采用脉冲频率调制，该变换器可以在不依赖变压器变比的条件下实现较高电压增益，同时对输出电压进行小范围平滑调节，整流二极管可实现零电流关断，适用于可再生能源并网等应用场合。
一种基于 mmc llc 谐振直流变换器及其控制策略

[发明专利]永磁同步电机长线驱动系统定频预测电流控制方法及模块-CN202210833320.X有效
发明人：郑长明;阳佳峰;公铮;伍小杰 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-07-15 - 公布日： 2022-09-30 - 主分类号： H02P21/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种永磁同步电机长线驱动系统定频预测电流控制方法及模块，属于电力电子与电力传动领域。通过对永磁同步电机长线驱动系统的滤波电容电压、电感电流、永磁同步电机定子电流和角速度进行采样，构建出基于定子电流及其变化率跟踪的滑模面和预测模型；然后利用此预测模型设计基于滑模面跟踪的价值函数；最后根据无差拍原理给出能够最小化价值函数的最优控制电压参考的计算表达式，并将该电压参考通过空间矢量脉宽调制作用于逆变器，从而实现控制。本方法无需额外的滤波器级联控制环路，实现方式简单，通过集成了滑模多状态变量控制，提高系统的鲁棒性和稳定性，开关频率恒定，有利于滤波器的设计。
永磁同步电机长线驱动系统预测电流控制方法模块

[发明专利]适用于低频工况的星形桥臂相间耦合型MMC的模型预测控制方法-CN202210625136.6在审
发明人：公铮;叶玲;戴鹏 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-06-02 - 公布日： 2022-09-09 - 主分类号： H02M1/32 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于低频工况的星形桥臂相间耦合型MMC的模型预测控制策略，包括以下步骤：步骤1：建立主桥臂上各子臂、星形桥臂的离散预测模型，需要得到控制量参考值和采样值，由此预测出子臂、星形桥臂的最优桥臂电压；步骤2：根据功率平衡条件，计算出桥臂电流直流分量和高频环流分量的参考值，以实现相单元电容电压均衡及桥臂单元电容电压均衡控制；步骤3：结合调制策略和电容电压均衡控制，确定各子模块的开关状态。本发明实现了对适用于低频工况的星形桥臂相间耦合型MMC的子臂电容电压、星形桥臂电容电压、交流电流、输出共模电压的控制，大大降低了控制回路中PI调节器的数量，控制结构得到简化，并提高了系统的动态响应能力。
适用于低频工况星形相间耦合 mmc 模型预测控制方法

[发明专利]一种MMC变频驱动的PMSM无速度传感器控制方法-CN202210499815.3在审
发明人：公铮;杨子朝;郑长明;戴鹏;伍小杰 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-04-29 - 公布日： 2022-08-05 - 主分类号： H02P21/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种MMC变频驱动的PMSM无速度传感器控制方法，属于交流调速领域。本申请提出的基于MMC驱动永磁同步电机的无速度传感器控制系统中高频信号与加权函数复用的方法具体为：将零低速阶段无速度传感器的脉振高频电压注入法中高频信号和抑制子模块电容电压波动所需的高频信号实现复用，同时随着PMSM转速的上升即系统频率的增加，将注入高频信号切除所需的加权函数与无速度传感器从脉振高频电压注入法切换成滑模观测器所需的加权函数进行复用，简化系统控制结构，降低成本。最终可实现全速度范围内基于MMC驱动的永磁同步电机的系统控制。
一种 mmc 变频驱动 pmsm 速度传感器控制方法

[发明专利]一种基于卡尔曼滤波算法的直流母线电容在线监测方法-CN202210315727.3在审
发明人：周娟;林加顺;郭智诚;杨晓全;公铮;戴鹏;杜伟;王广铭;原亚雷;马希哲 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-03-28 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： G01R27/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于卡尔曼滤波算法的直流母线电容在线监测方法，包括：建立直流母线电容的等效电路模型，并获取模型状态空间方程；采集直流母线电容两端的电流与电压，并进行滤波处理；基于模型状态空间方程和滤波处理后的电流与电压，通过卡尔曼滤波算法估算直流母线电容等效串联电阻与电容。本发明能够在设备运行过程中实时监测直流母线电容状态，且不需要在设备中注入激励信号，能够有效避免在设备中增加额外操作，而且适用于UPS等无法实现频繁停机的设备中。
一种基于卡尔滤波算法直流母线电容在线监测方法

[发明专利]一种柔性直流电网快速保护方法-CN202110386250.3有效
发明人：公铮;赵思涵;赵纯;高子怡;亓俊鹏;周娟;戴鹏 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2021-04-12 - 公布日： 2022-07-15 - 主分类号： H02H7/26 文献下载
摘要：本发明给出了一种柔性直流电网快速保护方法，属于电力系统直流输配电领域；柔性直流电网发生直流侧短路故障后，故障电流快速上升，严重威胁电网的安全运行，要求直流保护系统快速切除故障；本发明公开了一种基于单端量电流变化率特性的快速故障识别方法，能够不依赖站间通讯，实现简单、快速、准确地故障线路识别；同时利用快速故障识别结果，将系统主保护与直流断路器优化协调配合，使其运行在并行工作模式下，通过优化直流断路器与直流系统主保护的动作时序，减小系统总保护时间；本发明能够在不增加限流控制与限流电路，同时不影响系统主保护的可靠性与有效性的前提下，加快故障隔离速度，实现减小直流断路器开断电流。
一种柔性直流电网快速保护方法

[发明专利]一种基于MMC的高频高压静电除尘电源-CN202210270989.2在审
发明人：公铮;亓俊鹏;戴鹏 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-03-18 - 公布日： 2022-06-10 - 主分类号： H02M3/335 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于MMC的高频高压静电除尘电源，包括电源系统的主电路、预充电策略及控制策略，属于环保设备技术领域。本发明采用的准方波调制可使得电源在不依赖变压器变比的条件下实现极高电压增益，大幅减小变压器体积，同时减小电压变化率，降低了中间隔离变压器的绝缘难度。基于该调制策略设计了均压策略，具有很好的子模块均压效果。
一种基于 mmc 高频高压静电除尘电源

[发明专利]基于二维控制区的MMC最优开关序列模型预测控制算法-CN202210215203.7在审
发明人：公铮;高子仪;梁建国;郑长明;戴鹏 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-03-07 - 公布日： 2022-06-10 - 主分类号： H02M7/5387 文献下载
摘要：本发明给出了一种基于二维控制区的MMC最优开关序列模型预测控制算法，包括以下步骤：利用二维控制区设计待选开关序列；建立电流离散预测模型；定义误差函数并求解偏导，得到各开关状态的最优作用时间；对待选序列集进行滚动优化，选择使价值函数最小的开关序列；令上、下桥臂电压之和跟随期望值，来抑制相间环流；利用排序均压法完成MMC变换器的开关控制。与传统的模型预测相比，该策略消除了权重因子，拓展了MMC输出电平数，提升了控制的自由度，固定了开关频率。谐波集中于开关频率附近，使输出滤波器的设计难度降低，且应用场合广泛，既适用于三相MMC，也适用于单相及H桥MMC。
基于二维控制区 mmc 最优开关序列模型预测控制算法

[发明专利]一种MMC最优开关序列模型预测控制算法-CN202210218901.2在审
发明人：公铮;高子仪;梁建国;郑长明;戴鹏 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-03-07 - 公布日： 2022-06-10 - 主分类号： H02M7/5387 文献下载
摘要：本发明给出了一种模块化多电平变换器的最优开关序列模型预测控制算法，包括以下步骤：将三相MMC的电流预测模型转换成电压预测模型；将预测电压矢量转化到g‑h坐标系下，选出三个最近的电压基矢量；筛选使开关动作次数最少的开关状态组合，得到对称的七段式开关序列；对价值函数求取极值，得到各个矢量的最优作用时间；令上、下桥臂电压之和跟随期望值，来抑制相间环流；利用排序均压算法完成MMC变换器的开关控制。该方法可推广至任意电平，且算法的复杂程度不变。与传统的模型预测相比，该方法实现了固定的开关频率，消除了权重因子，降低了谐波含量，减少了计算负担，提高了输出电流跟踪精度。
一种 mmc 最优开关序列模型预测控制算法

[发明专利]双级式矩阵变换器的虚拟矢量调制型模型预测算法-CN202010483087.8有效
发明人：公铮;李景杰;苏大汇;赵纯;戴鹏 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2020-06-01 - 公布日： 2022-05-27 - 主分类号： H02M5/40 文献下载
摘要：本发明公开了一种双级式矩阵变换器的虚拟矢量调制型模型预测算法，该策略在整流级采取传统调制型模型预测控制算法，在逆变级通过无差拍控制将电流模型转换成电压模型，确定期望矢量的扇区，然后计算其相邻有效矢量和零矢量的价值函数，以避免在所有开关状态下遍历优化，同时构造三个虚拟矢量，计算虚拟矢量的价值函数并进行排序，选择价值函数较小的两个虚拟矢量参与调制，与整流级所选的有效矢量协调配合控制变换器开关。本发明的有益之处是与传统调制型模型预测控制策略相比，该策略在不影响计算负担的情况下减小了控制误差，提高了系统的控制性能，改善了输入输出电流质量。
双级式矩阵变换器虚拟矢量调制模型预测算法

[发明专利]基于矢量钳位调制策略的双三电平逆变器拓扑的容错控制方法-CN202110397186.9有效
发明人：夏帅;郑京港;伍小杰;耿乙文;戴鹏;公铮 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2021-04-13 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： H02M1/32 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于矢量钳位调制策略的双三电平逆变器拓扑的容错控制方法，适用电机驱动系统使用。容错电路为六个双向晶闸管TR1‑TR6，分别与双三电平逆变器系统的中点连接。当双三电平逆变器系统无故障时，TR1‑TR6均处于断开状态，当双三平逆变器系统出现开关管故障时，通过打开故障开关管所在相的双向晶闸管，实现容错控制。同时，在一个PWM周期内，一个逆变器处于钳位状态，另一个逆变器进行矢量合成，两个逆变器交替运行在钳位状态和矢量合成状态，从而在实现容错控制的同时，减少系统开关损耗。特别地，三电平逆变器拓扑中需考虑中点电位平衡问题，所述方法能够实现中点电位平衡。该容错方法结构简单，使用方便，具有广泛的实用性。
基于矢量调制策略电平逆变器拓扑容错控制方法

[发明专利]一种无网侧电压传感器的双级式矩阵变换器预测控制方法-CN202111607919.3在审
发明人：公铮;梁建国;高子仪;亓俊鹏;赵思涵;戴鹏 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2021-12-20 - 公布日： 2022-04-08 - 主分类号： H02M5/458 文献下载
摘要：本发明给出了一种无网侧电压传感器的双级式矩阵变换器预测控制方法，该方法在双级式矩阵变换器现有模型预测控制的基础上进行改进，根据整流级时域模型建立输入侧与网侧的磁链方程估计网侧电压。为了实现虚拟磁链的准确观测，通过一阶低通滤波器代替纯积分环节，并通过交叉补偿观测器补偿低通滤波器产生的幅值和相位差异。基于虚拟磁链计算瞬时功率，并以其为中间变量进行电网电压的估计。该方法可减少双级式矩阵变换器模型预测控制中的三个网侧电压传感器，大大降低了模型预测控制的成本且不影响其控制性能。
一种无网侧电压传感器双级式矩阵变换器预测控制方法

[发明专利]基于MRAS的无电网电压传感器直接功率预测控制方法-CN202111346134.5在审
发明人：史晗;荣相;蒋德智;伍小杰;王越;眭先明;连超;陈雯雅;公铮;拓平;姚宇轩 -专利权人：天地（常州）自动化股份有限公司
申请日： 2021-11-12 - 公布日： 2022-02-18 - 主分类号： H02J3/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于MRAS的无电网电压传感器直接功率预测控制方法，采用模型参考自适应(MRAS)进行实时识别网侧电感，减小系统的体积和成本弥补了传统模型预测控制(MPC)对系统参数的过度依赖，使得控制更加稳定、可靠，对交流的电压抗干扰能力更强，具有良好的谐波特性；同时使用无电网电压传感器的控制方法，省去了网侧电压传感器，减小了系统体积，节省了系统成本。
基于 mras 电网电压传感器直接功率预测控制方法

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