[发明专利]用于两电平三相逆变器的定频有限集模型预测控制方法

摘要

本发明公开了一种用于两电平三相逆变器的定频有限集模型预测控制方法，该方法在传统有限集模型预测控制方法上做出改进，将每个真实离散电压矢量等分为N份，并通过这8N份参考电压矢量合成虚拟电压矢量，最优虚拟矢量不是通过虚拟矢量表遍历得到，而是通过参考电压矢量在一个60°坐标系中实时计算得到，将得到的最优虚拟矢量乘以所处扇区的唯一求时间矩阵，则计算出真实开关矢量的作用时间以及在一个开关周期中的占比，这个占比一定是1/2N的整数倍，该占比通过PWM调制器产生开关切换信号，实现固定的开关频率，同时提升控制精度。

主权项

1.用于两电平三相逆变器的定频有限集模型预测控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、利用电流霍尔传感器分别采样三相输出电流(i_a、i_b、i_c)，并转换为数字信号；S2、根据设定的参考电流幅值得到当前时刻的三相参考电流瞬时值(i^*_a、i^*_b、i^*_c)；S3、完成步骤S1和S2后，将得到的采样值和参考值利用坐标变化从三相ABC坐标系转换到αβ坐标系中，得到αβ坐标系中的采样电流值i_α(k),i_β(k)和参考电流值i^*_α(k+1),i^*_β(k+1),其中i表示电流量，下标α和β分别表示在αβ坐标系中对应的α坐标和β坐标，上标*表示该值为参考量，k和k+1分别表示第kT_s时刻和第(k+1)T_s时刻，T_s为开关周期；S4、依据无差拍控制原理，得到使(k+1)T_s时刻输出电流等于参考电流的参考电压矢量(U^*_α(k+1),U^*_β(k+1))，其中U表示电压量；S5、将得到的参考电压矢量转换到60°坐标系中，即gh坐标系中，得到参考电压矢量U_ref(k+1)＝[U^*_g(k+1),U^*_h(k+1)]^T，其中U_ref表示参考电压矢量，下标g和h表示在gh坐标系中对应的g坐标和h坐标，并依此计算选出三个离参考电压矢量最近的虚拟电压矢量，其中，虚拟电压矢量是基于将每个真实开关电压矢量等分为N份，N是正整数；S6、分别计算三个虚拟电压矢量的目标函数值，并选出使目标函数最小的虚拟电压矢量U_opt(k+1)＝[U_opt,g(k+1),U_opt,h(k+1)]^T，其中下标opt表示最优量；S7、将得到的最优虚拟电压矢量转换到αβ坐标系中，判断其所处的扇区，并乘以该扇区对应的求时间矩阵得到该扇区的两个真实非零矢量的作用时间，该作用时间是1/2N的整数倍；S8、根据步骤S7得到的作用时间和扇区计算三个开关切换时间t_cm1,t_cm2,t_cm3，其中t表示时间，下标cm1、cm2和cm3为标记量，送至PWM调制器产生开关切换信号作用于逆变器。