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基于FPGA的PMLSM三矢量模型预测电流控制IP核设计及硬件在环验证
被引量：
1
1
作者
谭会生
卿翔
肖鑫凯
《半导体技术》
CAS
北大核心
2024年第11期988-997,共10页
为了提升永磁直线同步电机(PMLSM)电流控制的稳态性能和执行速度,同时降低资源消耗,基于现场可编程门阵列(FPGA)设计了一个三矢量模型预测电流控制(TV-MPCC)知识产权(IP)核,并利用FPGA在环可视化验证方法,建立了一个PMLSM的TV-MPCC IP...
为了提升永磁直线同步电机(PMLSM)电流控制的稳态性能和执行速度,同时降低资源消耗,基于现场可编程门阵列(FPGA)设计了一个三矢量模型预测电流控制(TV-MPCC)知识产权(IP)核,并利用FPGA在环可视化验证方法,建立了一个PMLSM的TV-MPCC IP核验证系统。通过Simulink对TV-MPCC策略进行算法级仿真,并优化了基本电压矢量的作用顺序;采用并行与资源共享硬件优化技术设计并封装了一个TV-MPCC IP核,并对其进行了功能仿真;将设计部署在FPGA芯片XC7Z020CLG400-2上,利用FPGA在环可视化验证平台进行实验研究。结果表明,TV-MPCC策略下d、q轴电流跟踪误差和电流脉动均降低90%以上;FPGA工作在100 MHz下,实现一次算法的时间为0.62μs,仅为软件PyCharm执行时间的0.414%。
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关键词
永磁直线同步电机(PMLSM)
三
矢量模型
预测
电流
控制
(TV-MPCC)
现场可编程门阵列(FPGA)
电流跟踪误差
电流脉动
在线阅读
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职称材料
基于三矢量的储能型准Z源光伏逆变器模型预测电流控制
被引量：
1
2
作者
汤旻安
杨尚梅
许希元
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
2020年第4期1159-1166,共8页
本工作针对传统模型预测电流控制存在电流脉动较大而导致电流控制精度较低的问题,提出一种应用于储能型准Z源逆变器(energy-storage quasi-Z source inverter,ES-qZSI)的三矢量模型预测电流控制。首先以d、q轴电流为控制变量,根据最近...
本工作针对传统模型预测电流控制存在电流脉动较大而导致电流控制精度较低的问题,提出一种应用于储能型准Z源逆变器(energy-storage quasi-Z source inverter,ES-qZSI)的三矢量模型预测电流控制。首先以d、q轴电流为控制变量,根据最近三矢量原则构造6个虚拟电压矢量,以便逆变器输出电压矢量范围可以覆盖任意方向和幅值,提高了系统的电流控制精度。然后利用d、q轴最小电流误差原则计算各离散电压矢量的作用时间,最后经6次电流预测,得到作用于逆变器的最优电压矢量。仿真结果显示,与传统模型预测控制方法相比,该方法的电流畸变率降低了2.92%,电流脉动更小,逆变器的输出性能更优越。
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关键词
储能型准Z源逆变器
三矢量模型预测控制
虚拟电压
矢量
电流畸变率
电流脉动
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职称材料
NPC型三电平逆变器可视化三矢量无模型预测控制策略
被引量：
15
3
作者
朱敏龙
宋慧庆
+2 位作者
李宇航
范鸿炜
金涛
《电力系统保护与控制》
EI
CSCD
北大核心
2023年第10期110-122,共13页
为了解决传统模型预测控制参数鲁棒性差、输出电流纹波大的不足,提出了一种应用于三相三电平逆变器的可视化三矢量无模型预测控制策略。该方法首先利用滑模观测器估计系统集总参数,采用无差拍控制获得参考电压矢量。该过程无需任何系统...
为了解决传统模型预测控制参数鲁棒性差、输出电流纹波大的不足,提出了一种应用于三相三电平逆变器的可视化三矢量无模型预测控制策略。该方法首先利用滑模观测器估计系统集总参数,采用无差拍控制获得参考电压矢量。该过程无需任何系统参数,提高了控制策略的参数鲁棒性。其次,在每个采样周期内施加由冗余矢量构成的三矢量组合,减少了输出电流纹波并实现了电容电压平衡。在此基础上,提出了一种新的可视化分析方法,从理论上证明了所提出的简化三矢量寻优的有效性。实验结果表明,在模型参数失配的情况下,所提策略可使NPC三电平逆变器的并网电流拥有较低的电流总谐波失真率,增强了模型预测控制的参数鲁棒性。
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关键词
三
相
三
电平逆变器
三矢量模型预测控制
参数鲁棒性
滑模观测器
无
模型
预测
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职称材料
题名
基于FPGA的PMLSM三矢量模型预测电流控制IP核设计及硬件在环验证
被引量：
1
1
作者
谭会生
卿翔
肖鑫凯
机构
湖南工业大学轨道交通学院
出处
《半导体技术》
CAS
北大核心
2024年第11期988-997,共10页
基金
湖南省教育厅科学研究重点项目(20A163)
湖南省学位与研究生教学改革研究项目(2022JGYB183)。
文摘
为了提升永磁直线同步电机(PMLSM)电流控制的稳态性能和执行速度,同时降低资源消耗,基于现场可编程门阵列(FPGA)设计了一个三矢量模型预测电流控制(TV-MPCC)知识产权(IP)核,并利用FPGA在环可视化验证方法,建立了一个PMLSM的TV-MPCC IP核验证系统。通过Simulink对TV-MPCC策略进行算法级仿真,并优化了基本电压矢量的作用顺序;采用并行与资源共享硬件优化技术设计并封装了一个TV-MPCC IP核,并对其进行了功能仿真;将设计部署在FPGA芯片XC7Z020CLG400-2上,利用FPGA在环可视化验证平台进行实验研究。结果表明,TV-MPCC策略下d、q轴电流跟踪误差和电流脉动均降低90%以上;FPGA工作在100 MHz下,实现一次算法的时间为0.62μs,仅为软件PyCharm执行时间的0.414%。
关键词
永磁直线同步电机(PMLSM)
三
矢量模型
预测
电流
控制
(TV-MPCC)
现场可编程门阵列(FPGA)
电流跟踪误差
电流脉动
Keywords
permanent magnet linear synchronous motor(PMLSM)
three-vector model predictive current control(TV-MPCC)
field programmable gate array(FPGA)
current tracking error
current ripple
分类号
TN43 [电子电信—微电子学与固体电子学]
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职称材料
题名
基于三矢量的储能型准Z源光伏逆变器模型预测电流控制
被引量：
1
2
作者
汤旻安
杨尚梅
许希元
机构
兰州交通大学自动化与电气工程学院
出处
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
2020年第4期1159-1166,共8页
基金
国家自然科学基金项目(61663021,61763025,61861025)。
文摘
本工作针对传统模型预测电流控制存在电流脉动较大而导致电流控制精度较低的问题,提出一种应用于储能型准Z源逆变器(energy-storage quasi-Z source inverter,ES-qZSI)的三矢量模型预测电流控制。首先以d、q轴电流为控制变量,根据最近三矢量原则构造6个虚拟电压矢量,以便逆变器输出电压矢量范围可以覆盖任意方向和幅值,提高了系统的电流控制精度。然后利用d、q轴最小电流误差原则计算各离散电压矢量的作用时间,最后经6次电流预测,得到作用于逆变器的最优电压矢量。仿真结果显示,与传统模型预测控制方法相比,该方法的电流畸变率降低了2.92%,电流脉动更小,逆变器的输出性能更优越。
关键词
储能型准Z源逆变器
三矢量模型预测控制
虚拟电压
矢量
电流畸变率
电流脉动
Keywords
energy-storage quasi-Z-source inverter
three-vector-based model predictive current control
virtual voltage vector
current distortion rate
current ripple
分类号
TQ028.8 [化学工程]
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职称材料
题名
NPC型三电平逆变器可视化三矢量无模型预测控制策略
被引量：
15
3
作者
朱敏龙
宋慧庆
李宇航
范鸿炜
金涛
机构
福州大学电气工程与自动化学院
福建省新能源发电与电能变换重点实验室
出处
《电力系统保护与控制》
EI
CSCD
北大核心
2023年第10期110-122,共13页
基金
国家自然科学基金项目资助(51977039)
中央引导地方科技发展专项资助(2021L3005)。
文摘
为了解决传统模型预测控制参数鲁棒性差、输出电流纹波大的不足,提出了一种应用于三相三电平逆变器的可视化三矢量无模型预测控制策略。该方法首先利用滑模观测器估计系统集总参数,采用无差拍控制获得参考电压矢量。该过程无需任何系统参数,提高了控制策略的参数鲁棒性。其次,在每个采样周期内施加由冗余矢量构成的三矢量组合,减少了输出电流纹波并实现了电容电压平衡。在此基础上,提出了一种新的可视化分析方法,从理论上证明了所提出的简化三矢量寻优的有效性。实验结果表明,在模型参数失配的情况下,所提策略可使NPC三电平逆变器的并网电流拥有较低的电流总谐波失真率,增强了模型预测控制的参数鲁棒性。
关键词
三
相
三
电平逆变器
三矢量模型预测控制
参数鲁棒性
滑模观测器
无
模型
预测
Keywords
three-phase three-level inverter
three vector model predictive control
parameter robustness
sliding mode observer
model-free prediction
分类号
TM464 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于FPGA的PMLSM三矢量模型预测电流控制IP核设计及硬件在环验证
谭会生
卿翔
肖鑫凯
《半导体技术》
CAS
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于三矢量的储能型准Z源光伏逆变器模型预测电流控制
汤旻安
杨尚梅
许希元
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
2020
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
NPC型三电平逆变器可视化三矢量无模型预测控制策略
朱敏龙
宋慧庆
李宇航
范鸿炜
金涛
《电力系统保护与控制》
EI
CSCD
北大核心
2023
15
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
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