针对Vienna整流器固有的中点电位波动问题,提出了一种基于冗余短矢量预判的模型预测电流控制MPCC(model predictive current control)方法。该方法可有效消除权重系数,进而解决MPCC权重系数调节困难的问题。首先,分析了Vienna整流器的...针对Vienna整流器固有的中点电位波动问题,提出了一种基于冗余短矢量预判的模型预测电流控制MPCC(model predictive current control)方法。该方法可有效消除权重系数,进而解决MPCC权重系数调节困难的问题。首先,分析了Vienna整流器的运行机理,并构建了其在稳态条件下基于同步旋转坐标系的数学模型。其次,详细分析了Vienna整流器直流侧电容中点电位波动的原因,并提出了抑制中点电位波动的方案。进一步,为了减小控制器计算负担,研究了MPCC的优化方案。最后,仿真及实验结果证明了所提控制方法的有效性与可行性。展开更多
该文将多步连续控制集模型预测电流控制(model predictive current control,MPCC)应用于永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)的电流控制。低权重系数MPCC理论上可实现高带宽的电流调节,但数控时延会造...该文将多步连续控制集模型预测电流控制(model predictive current control,MPCC)应用于永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)的电流控制。低权重系数MPCC理论上可实现高带宽的电流调节,但数控时延会造成低权重系数MPCC电流跟踪失稳,同时低权重系数导致的高增益会引起严重的稳态电流纹波。针对此问题,该文提出基于增广状态观测器的变权重系数多步MPCC方法。利用闭环极点研究多步MPCC的数控时延、权重系数和电流闭环稳定性的关系,并采用离散增广观测器超前估计电流及其增量以消除数控时延造成的权重系数选取范围受限的问题,从而提高MPCC的带宽。在此基础上,通过给定电流增量及电流反馈误差自适应地切换控制权重系数,以解决高动态性能与低纹波不能共存的问题。通过实验验证所提出的多步MPCC可实现高带宽、高精度和强鲁棒性的PMLSM电流控制。展开更多
针对传统永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)三矢量模型预测电流控制(three-vector model predictive current control,TV-MPCC)存在开关频率不固定和计算复杂的问题,提出一种固定开关频率TV-MPCC策略。利用前一周...针对传统永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)三矢量模型预测电流控制(three-vector model predictive current control,TV-MPCC)存在开关频率不固定和计算复杂的问题,提出一种固定开关频率TV-MPCC策略。利用前一周期的零电压矢量和参考电压矢量所在扇区来快速筛选所需最优电压矢量和次优电压矢量,避免了无效枚举计算,从而降低了开关频率和计算复杂度。引入系统d和q轴电流差参数,计算各电压矢量的作用时间,确保电压矢量作用时间恒大于零和开关频率固定。以三相两电平电压型逆变器驱动的表贴式PMSM为被控对象,通过仿真和实验对传统TV-MPCC策略和所提三矢量固定开关频率模型预测电流控制策略进行对比研究,仿真和实验结果表明,所提策略在保证系统稳态和动态性能的基础上,在固定和降低开关频率的同时,降低了计算复杂度。展开更多
为实现多变风况下直驱永磁风力发电系统的稳定、高效运行,提出一种模型预测电流控制MPCC(model predictive current control)与分数阶比例-积分-微分PIγDμ(fractional-order proportional-integral-derivative)相结合的策略。首先,利...为实现多变风况下直驱永磁风力发电系统的稳定、高效运行,提出一种模型预测电流控制MPCC(model predictive current control)与分数阶比例-积分-微分PIγDμ(fractional-order proportional-integral-derivative)相结合的策略。首先,利用MPCC两步预测法建立风力发电机组的电流预测模型,得到不同控制集下的电流预测值,评估确定出满足代价函数最小所对应的最优电流预测值。然后,设计PIγDμ控制器,将最优电流预测值和参考电流作为输入参数,经PIγDμ控制器输出得到最优控制电压矢量,实现对系统进行控制。最后,建立仿真模型,与双闭环PI和传统MPCC控制策略进行对比,验证所提控制策略的有效性和优越性。展开更多
文摘针对Vienna整流器固有的中点电位波动问题,提出了一种基于冗余短矢量预判的模型预测电流控制MPCC(model predictive current control)方法。该方法可有效消除权重系数,进而解决MPCC权重系数调节困难的问题。首先,分析了Vienna整流器的运行机理,并构建了其在稳态条件下基于同步旋转坐标系的数学模型。其次,详细分析了Vienna整流器直流侧电容中点电位波动的原因,并提出了抑制中点电位波动的方案。进一步,为了减小控制器计算负担,研究了MPCC的优化方案。最后,仿真及实验结果证明了所提控制方法的有效性与可行性。
文摘该文将多步连续控制集模型预测电流控制(model predictive current control,MPCC)应用于永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)的电流控制。低权重系数MPCC理论上可实现高带宽的电流调节,但数控时延会造成低权重系数MPCC电流跟踪失稳,同时低权重系数导致的高增益会引起严重的稳态电流纹波。针对此问题,该文提出基于增广状态观测器的变权重系数多步MPCC方法。利用闭环极点研究多步MPCC的数控时延、权重系数和电流闭环稳定性的关系,并采用离散增广观测器超前估计电流及其增量以消除数控时延造成的权重系数选取范围受限的问题,从而提高MPCC的带宽。在此基础上,通过给定电流增量及电流反馈误差自适应地切换控制权重系数,以解决高动态性能与低纹波不能共存的问题。通过实验验证所提出的多步MPCC可实现高带宽、高精度和强鲁棒性的PMLSM电流控制。
文摘针对传统永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)三矢量模型预测电流控制(three-vector model predictive current control,TV-MPCC)存在开关频率不固定和计算复杂的问题,提出一种固定开关频率TV-MPCC策略。利用前一周期的零电压矢量和参考电压矢量所在扇区来快速筛选所需最优电压矢量和次优电压矢量,避免了无效枚举计算,从而降低了开关频率和计算复杂度。引入系统d和q轴电流差参数,计算各电压矢量的作用时间,确保电压矢量作用时间恒大于零和开关频率固定。以三相两电平电压型逆变器驱动的表贴式PMSM为被控对象,通过仿真和实验对传统TV-MPCC策略和所提三矢量固定开关频率模型预测电流控制策略进行对比研究,仿真和实验结果表明,所提策略在保证系统稳态和动态性能的基础上,在固定和降低开关频率的同时,降低了计算复杂度。
文摘为实现多变风况下直驱永磁风力发电系统的稳定、高效运行,提出一种模型预测电流控制MPCC(model predictive current control)与分数阶比例-积分-微分PIγDμ(fractional-order proportional-integral-derivative)相结合的策略。首先,利用MPCC两步预测法建立风力发电机组的电流预测模型,得到不同控制集下的电流预测值,评估确定出满足代价函数最小所对应的最优电流预测值。然后,设计PIγDμ控制器,将最优电流预测值和参考电流作为输入参数,经PIγDμ控制器输出得到最优控制电压矢量,实现对系统进行控制。最后,建立仿真模型,与双闭环PI和传统MPCC控制策略进行对比,验证所提控制策略的有效性和优越性。
