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基于模糊电流观测的DAB变换器无模型预测控制
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作者 张茂松 赵家新 +3 位作者 舒东胜 谢芳 王秀芹 余攀 《太阳能学报》 北大核心 2025年第10期536-543,共8页
在直流微电网中,针对双有源桥式DC-DC变换器(DAB)应用模型预测控制算法时参数失配会导致母线电压偏离的问题,提出一种基于模糊电流观测的无模型预测控制策略。首先利用正弦函数的周期性设计具有多稳定点的滑模观测器对输出电流进行模糊... 在直流微电网中,针对双有源桥式DC-DC变换器(DAB)应用模型预测控制算法时参数失配会导致母线电压偏离的问题,提出一种基于模糊电流观测的无模型预测控制策略。首先利用正弦函数的周期性设计具有多稳定点的滑模观测器对输出电流进行模糊观测,可有效提高观测器的响应速度。然后,将滑模观测器的观测值替代变换器预测模型中的电流值,通过参数敏感性分析发现所提方法可消除预测控制模型参数不匹配导致的稳态误差。最后,搭建系统仿真模型和样机平台验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 微电网 DC-DC变换器 模型预测控制 电流观测器
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基于超局部模型的开关磁阻电机无模型预测电流控制方法
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作者 韩国强 韩颖 +2 位作者 贾政 朱惠敏 于东升 《电工技术学报》 北大核心 2025年第18期5931-5944,共14页
为避免基于传统模型预测电流控制方法易受参数变化和系统扰动影响的不足,提出了一种基于超局部模型的开关磁阻电机无模型预测电流控制方法。建立了开关磁阻电机的超局部模型,进而计算出下一时刻的预测电流值。设计线性扩张状态观测器在... 为避免基于传统模型预测电流控制方法易受参数变化和系统扰动影响的不足,提出了一种基于超局部模型的开关磁阻电机无模型预测电流控制方法。建立了开关磁阻电机的超局部模型,进而计算出下一时刻的预测电流值。设计线性扩张状态观测器在线估计出开关磁阻电机超局部模型中的扰动,并根据朱利稳定判据获得线性扩张状态观测器的稳定条件。在给出开关磁阻电机功率变换器的三种基本工作模式的基础上,通过合理划分子区域采用一种简化的预测控制集以减少计算时间,并计算出下一时刻的预测参考电流。基于超局部模型预测电流与预测参考电流之间的关系,确定下一时刻的最优开关矢量,并利用转速电流双闭环控制策略实现开关磁阻电机的无模型预测控制。为了验证所提方法的优势,搭建了仿真模型和实验平台,结果表明,所提方法具有良好的动静态控制性能。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 超局部模型 线性扩张状态观测器 模型预测电流控制
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基于变指数滑模的三相混合变流器模型预测电流控制研究
3
作者 马辉 陈伟涛 +2 位作者 余本领 赵军波 席磊 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第7期75-84,共10页
为降低三相混合变流器输入电流畸变率并提高系统对负载变化的鲁棒性,提出一种基于变指数趋近律滑模控制的模型预测电流控制方法。首先,在无源变流器前端串联滤波电感,以抑制总输入电流中的周期性畸变。其次,基于系统数学模型,为电压外... 为降低三相混合变流器输入电流畸变率并提高系统对负载变化的鲁棒性,提出一种基于变指数趋近律滑模控制的模型预测电流控制方法。首先,在无源变流器前端串联滤波电感,以抑制总输入电流中的周期性畸变。其次,基于系统数学模型,为电压外环设计变指数趋近律滑模控制器,显著提升了系统应对负载扰动的鲁棒性。在内环控制中,为有源变流器设计了快速最优三矢量模型预测控制器,仅需两次寻优即可确定最优矢量组合,大幅降低了计算复杂度;为无源变流器设计了一种基于三阶扩展状态观测器的输入电压观测方法,减少了传感器使用数量,同时有效提升了输入电流质量。最后,将有源变流器的预测目标设定为总输入电流,实现了三相混合变流器总输入电流的高质量控制。 展开更多
关键词 三相混合变流器 模型预测控制 滑模控制 变指数趋近律 电流畸变
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基于xy平面闭环电流控制的双三相永磁同步电机改进多矢量模型预测控制
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作者 徐奇伟 易良武 +2 位作者 夏波 苗轶如 蔡华祥 《电工技术学报》 北大核心 2025年第14期4506-4521,共16页
双三相永磁同步电机(DTP-PMSM)多矢量模型预测电流控制(MPCC)可以解决单矢量MPCC存在的电流和转矩谐波问题。但是传统DTP-PMSM多矢量MPCC仍然具有计算负担重、易受非理想因素影响和xy平面电流谐波大的问题。为此,该文提出一种基于xy平... 双三相永磁同步电机(DTP-PMSM)多矢量模型预测电流控制(MPCC)可以解决单矢量MPCC存在的电流和转矩谐波问题。但是传统DTP-PMSM多矢量MPCC仍然具有计算负担重、易受非理想因素影响和xy平面电流谐波大的问题。为此,该文提出一种基于xy平面闭环电流控制的DTP-PMSM改进多矢量MPCC策略。首先采用广义比例积分观测器(GPIO)观测集总扰动并更新预测模型,提高αβ平面电流的控制性能。然后采用αβ平面最外层基本电压矢量合成xy平面的虚拟电压矢量,在不引入额外电压矢量的前提下,实现对xy平面电流的闭环控制,并推导得到脉冲信号的开关序列以及各矢量的作用时间。实验结果表明,所提方法不仅能够减少控制算法的计算时间,提升αβ平面电流的控制性能,还能抑制xy平面谐波电流。同时,该文所提出的xy平面闭环电流控制策略不影响αβ平面MPCC的性能。 展开更多
关键词 双三相永磁同步电机 模型预测电流控制 谐波电流抑制 多虚拟电压矢量优化
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基于理想电压矢量位置的永磁同步电机模型预测电流控制
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作者 程勇 颜宇尧 杜光辉 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第4期135-146,共12页
针对永磁同步电机采用传统三矢量模型预测电流控制时存在的运算复杂、延时较高等问题,提出一种基于理想电压矢量位置的模型预测电流控制策略。首先,根据矢量合成和扇区划分原理,在线寻优选择第一最优电压矢量,接着通过引入额外电压矢量... 针对永磁同步电机采用传统三矢量模型预测电流控制时存在的运算复杂、延时较高等问题,提出一种基于理想电压矢量位置的模型预测电流控制策略。首先,根据矢量合成和扇区划分原理,在线寻优选择第一最优电压矢量,接着通过引入额外电压矢量,对原基本电压矢量所在扇区进行细分并结合理想电压矢量位置选择第二最优电压矢量,最后由开关切换次数最少原则确定零矢量。其次,为进一步减小计算量,所选电压矢量的作用时间基于直交轴分量误差最小原则算出。此外,为确保系统控制性能在不同工况下均能保持良好,根据电机的运行状态优化设计了价值函数结构。仿真和实验结果表明,所提算法减少了电压矢量的寻优次数和控制器的计算时间,提高了系统的响应速度和跟踪能力,降低了控制延时,减小了电流和转速脉动,具有良好的动态响应和稳态性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 模型预测电流控制 矢量位置 矢量作用时间 价值函数 响应速度
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计及采样噪声补偿的并网逆变器三矢量无模型预测电流控制方法
6
作者 曹文平 王尧 +3 位作者 张悦 罗魁 胡存刚 芮涛 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第10期1523-1532,共10页
针对基于查询表的并网逆变器无模型预测电流控制中存在电流纹波大、电流梯度更新停滞及采样噪声干扰等问题,本文提出一种计及采样噪声补偿的三矢量无模型预测电流控制方法.首先,在每个控制周期中,输出电流由3个电压矢量对应的电流梯度... 针对基于查询表的并网逆变器无模型预测电流控制中存在电流纹波大、电流梯度更新停滞及采样噪声干扰等问题,本文提出一种计及采样噪声补偿的三矢量无模型预测电流控制方法.首先,在每个控制周期中,输出电流由3个电压矢量对应的电流梯度预测得到,并利用价值函数求解各矢量作用时间,以抑制电流纹波;其次,根据电压矢量与基本矢量坐标分量的重叠关系,通过两步更新策略消除梯度更新停滞现象;最后,针对采样噪声对电流梯度更新的影响,采用二阶广义积分器对梯度误差进行估计与补偿,从而提高电流梯度计算的准确性.仿真与实验结果验证了所提方法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 并网逆变器 模型预测电流控制 三矢量 梯度更新停滞 采样噪声补偿
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双有源桥变换器无电流传感器调制模型预测控制
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作者 尹政 邓富金 +1 位作者 詹昕 黄堃 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第1期49-57,共9页
针对双有源桥(DAB)变换器传统模型预测控制(MPC)负载电压性能对系统采样噪声较为敏感以及输出纹波较大的问题,提出一种DAB变换器无电流传感器调制模型预测控制方法。所提方法通过使用全阶滑模观测器,构建系统观测模型,在每个控制周期实... 针对双有源桥(DAB)变换器传统模型预测控制(MPC)负载电压性能对系统采样噪声较为敏感以及输出纹波较大的问题,提出一种DAB变换器无电流传感器调制模型预测控制方法。所提方法通过使用全阶滑模观测器,构建系统观测模型,在每个控制周期实时观测系统负载电流和电压,抑制了采样噪声的影响,消除了电流传感器的使用,降低了硬件成本;此外,所提方法将传统MPC方法与无差拍控制思想相结合,实时计算每个控制周期的最优移相角,提高了移相角计算准确性,降低了负载电压纹波。所提方法可以实时观测DAB系统负载电流和电压,消除了电流传感器,抑制了采样噪声的影响,降低了电压预测误差,改善了电压性能。最后,通过实验和仿真验证了所提方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 双有源桥变换器 模型预测控制 电流传感器 滑模观测器 调制控制 电压纹波
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基于HBF神经网络观测器的PMSM无模型预测电流控制
8
作者 马炳图 杜钦君 +2 位作者 张婷 李伟强 刘家合 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第8期376-386,共11页
针对风电机组变桨系统永磁同步电机(PMSM)在复杂运行环境中参数时变引发的模型失配难题,提出了一种融合超局部建模、HBF神经网络观测器以及改进双矢量调制的PMSM无模型预测电流控制(HBF-MFPCC)方案。根据一阶超局部模型原理构建了PMSM... 针对风电机组变桨系统永磁同步电机(PMSM)在复杂运行环境中参数时变引发的模型失配难题,提出了一种融合超局部建模、HBF神经网络观测器以及改进双矢量调制的PMSM无模型预测电流控制(HBF-MFPCC)方案。根据一阶超局部模型原理构建了PMSM无模型预测电流控制的预测模型,仅需使用电机的电流和电压等历史信息即可预测未来时刻的电流值,彻底摆脱对电机电阻、电感和磁链等参数的依赖,解决了传统模型预测电流控制(MPCC)依赖于精确电机参数的问题;设计了一种HBF神经网络观测器来对预测模型的集总误差进行快速辨识,采用决策树优化基函数中心与宽度,该观测器具有较高的辨识速度和适应性,能够有效提高预测模型的准确度;采用一种改进的双矢量最优占空比调制策略,从19组电压矢量组合中选择最优矢量作用于逆变器,并通过自适应时长分配抑制电流纹波,提高电流的跟踪性能。仿真和实验结果表明,在模拟极端参数失配的工况下,提出的HBF-MFPCC策略相比MPCC策略能够使电流跟踪误差降低50%,谐波失真率降低28%;设计的HBF神经网络观测器能够使电流跟踪误差降低53%,谐波失真率降低55%;改进双矢量调制方法能够使电流跟踪误差降低24%,谐波失真率降低11%;该方案能够显著提高系统的鲁棒性且保证良好的电流跟踪性能。 展开更多
关键词 风力发电机 永磁同步电机 模型预测电流控制 一阶超局部模型 神经网络观测器 双矢量控制
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单相NPC逆变器三矢量模型预测电流控制 被引量:1
9
作者 徐岸非 蔡玉华 +1 位作者 袁雷 梅加伟 《太阳能学报》 北大核心 2025年第2期175-183,共9页
针对单相三电平中点钳位型(NPC)逆变器有限集模型预测电流控制(FCS-MPCC)无调制器、频率不固定、开关频率高的缺点,提出一种优化的三矢量多目标预测电流控制。该方法将电压矢量分成固定开关动作的若干扇区,通过计算占空比,从而实现开关... 针对单相三电平中点钳位型(NPC)逆变器有限集模型预测电流控制(FCS-MPCC)无调制器、频率不固定、开关频率高的缺点,提出一种优化的三矢量多目标预测电流控制。该方法将电压矢量分成固定开关动作的若干扇区,通过计算占空比,从而实现开关频率固定的脉冲调制。其代价函数应用多目标预测控制,实现中点电位均衡和降低开关频率。此外,该文还考虑了延迟补偿。利用DSP-TMS320F28374D在单相NPC逆变器实验平台上实现所提策略,验证该方法的有效性。 展开更多
关键词 三电平NPC逆变器 模型预测电流控制 固定开关频率 中点电位平衡 延时补偿
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基于超螺旋积分滑模观测器的永磁同步电机三矢量无模型预测电流控制
10
作者 杨公德 杨云静 林明耀 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第16期6505-6516,I0030,共13页
为增强永磁同步电机三矢量模型预测电流控制在参数失配下的鲁棒性,提出一种基于超螺旋积分滑模观测器的永磁同步电机三矢量无模型预测电流控制策略。基于永磁同步电机在参数失配时的数学模型,建立电机新型超局部模型。设计采用积分滑模... 为增强永磁同步电机三矢量模型预测电流控制在参数失配下的鲁棒性,提出一种基于超螺旋积分滑模观测器的永磁同步电机三矢量无模型预测电流控制策略。基于永磁同步电机在参数失配时的数学模型,建立电机新型超局部模型。设计采用积分滑模面的超螺旋积分滑模观测器,快速并精确地估计新型超局部模型中的未知扰动项,并进行前馈补偿以减小参数失配对电机控制性能的影响。采用基于电压误差的矢量占空比计算方法,通过引入电压误差避免预测电流的计算,从而减少控制系统计算量。实验对比分析所提控制方法、三矢量模型预测电流控制、基于代数辨识法的三矢量无模型预测电流控制和基于滑模观测器的三矢量无模型预测电流控制的控制性能和计算量,表明所提控制方法在保持电机良好控制性能的同时,具有更强的鲁棒性和较小的计算量。 展开更多
关键词 三矢量 模型预测电流控制 参数失配 超螺旋积分滑模观测器 新型超局部模型
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并网变换器电流传感器故障模型预测容错控制策略
11
作者 金楠 刘家熙 +1 位作者 李海龙 郭磊磊 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第15期27-35,共9页
针对并网变换器交流电流传感器故障以及在模型预测容错控制中电流重构存在不可测区域和并网电流总谐波畸变较高等问题,提出了一种基于直流母线电流重构的模型预测容错控制策略。首先,根据并网变换器系统结构建立电流预测模型。其次,推... 针对并网变换器交流电流传感器故障以及在模型预测容错控制中电流重构存在不可测区域和并网电流总谐波畸变较高等问题,提出了一种基于直流母线电流重构的模型预测容错控制策略。首先,根据并网变换器系统结构建立电流预测模型。其次,推导不同电压矢量下直流母线电流与相电流的关系,分析了三相电流的重构原理,阐明模型预测控制在并网电流采样过程中存在的不可测区域。然后,考虑电压矢量作用时间与最小采样时间的关系,设计了能消除不可测区域的虚拟电压矢量集,提出了一种并网变换器故障容错模型预测控制策略。从虚拟矢量中选择最优矢量实现电流传感器故障模型预测容错控制,降低了并网电流总谐波畸变。最后,实验验证了所提出控制策略的有效性。 展开更多
关键词 并网变换器 电流传感器故障 模型预测控制 电流重构 虚拟矢量
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九开关变换器分时协同模型预测电流控制
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作者 王贵峰 马一鸣 +1 位作者 祝莘莘 刘战 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第7期114-120,共7页
针对九开关变换器(NSC)有限集模型预测电流控制(FCS-MPCC)中存在计算量较大、输出电流跟踪精度较差等不足,在分时控制基础上引入协同控制思想,充分利用NSC开关管的冗余性,提出一种可使上、下侧变换器同时工作的分时协同FCS-MPCC方法。... 针对九开关变换器(NSC)有限集模型预测电流控制(FCS-MPCC)中存在计算量较大、输出电流跟踪精度较差等不足,在分时控制基础上引入协同控制思想,充分利用NSC开关管的冗余性,提出一种可使上、下侧变换器同时工作的分时协同FCS-MPCC方法。该方法以2个控制周期为一个循环,前一个控制周期以上侧变换器的输出电流最优为控制目标确定最优矢量,然后基于协同思想与NSC拓扑特点实现下侧变换器输出电流跟随的协同最优控制;后一个控制周期以下侧变换器的输出电流控制最优为目标确定最优矢量,同理实现上侧变换器的协同控制,以此循环往复。与传统矢量寻优方法相比,分时协同控制思想的引入,在NSC上、下侧变换器独立控制基础上实现了电流跟随性能的协同最优控制,有效提高了输出电流跟踪精度;同时,该方法将寻优次数从27次降至8~16次,大幅降低了预测运算量。仿真与实验验证了所提控制策略的有效性与可行性。 展开更多
关键词 九开关变换器 模型预测电流控制 分时协同控制 预测运算量
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基于逆变器非线性在线补偿的永磁同步电机模型预测电流控制
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作者 杨公德 陈宇翔 颜朝斌 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第7期3254-3265,共12页
驱动永磁同步电机的电压源型逆变器存在死区时间、导通/关断延迟以及开关管导通压降等非线性因素,导致电机定子电流发生畸变,影响电机运行性能。为此,根据模型预测电流控制特点,在电压源型逆变器模型参数未知且无需额外硬件电路的情况下... 驱动永磁同步电机的电压源型逆变器存在死区时间、导通/关断延迟以及开关管导通压降等非线性因素,导致电机定子电流发生畸变,影响电机运行性能。为此,根据模型预测电流控制特点,在电压源型逆变器模型参数未知且无需额外硬件电路的情况下,提出一种基于逆变器非线性在线补偿的永磁同步电机模型预测电流控制方法。首先,分析逆变器非线性因素与电机相电压之间的关系,构建直、交轴扰动电压补偿模型;其次,采用三相静止坐标系中参考电流准确判别定子电流极性,解决电流过零点附近极性不易判断的问题;然后,基于逆变器非线性因素引起的平均扰动电压理论,通过交轴电流误差直接提取逆变器非线性因素引起的扰动电压,并对电压矢量进行在线补偿,以减小逆变器非线性对模型预测电流控制性能的影响;同时,根据电流无差拍控制原则,采用三矢量调制策略,降低电流纹波;最后,搭建仿真模型和实验平台进行算法验证。结果表明,在不同负载工况下,所提方法有效抑制了永磁同步电机运行时相电流中的5次、7次电流谐波,改善了定子电流总谐波畸变率,提高了电流正弦度,且有效避免了谐波平面下的复杂计算过程,具有实现方式简单、成本低等优点,为永磁同步电机牵引驱动系统的研究提供一定借鉴。 展开更多
关键词 逆变器非线性 在线补偿 模型预测电流控制 扰动电压 交轴电流误差
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不平衡电网下开关频率可控的双馈电机模型预测电流控制
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作者 李胜男 何鑫 +4 位作者 李俊鹏 孟贤 陈勇 陈晗 张永昌 《电气工程学报》 北大核心 2025年第1期99-107,共9页
传统的有限状态集双馈电机模型预测电流控制在不同的工作点下具有变化的开关频率,不利于散热管理和滤波器设计。在模型预测电流控制的基础上,采用一个PI控制器可以实现目标函数中的权重系数自适应调节,使得开关频率可以跟踪参考值,在输... 传统的有限状态集双馈电机模型预测电流控制在不同的工作点下具有变化的开关频率,不利于散热管理和滤波器设计。在模型预测电流控制的基础上,采用一个PI控制器可以实现目标函数中的权重系数自适应调节,使得开关频率可以跟踪参考值,在输出功率和转速变化时,开关频率能够保持恒定。此外在电网电压不平衡时,通过信号延迟法获取电网电压正负序分量并计算转子电流参考值的正负序分量,同时实现定子侧电流正弦对称和开关频率恒定的控制目标。在双馈电机平台开展试验并验证了所提方法的有效性,结果表明所提方法并不因开关频率的控制而牺牲稳态性能,并且开关频率能够在工作点变化以及不平衡电网下保持恒定,便于滤波器的设计。 展开更多
关键词 双馈电机 模型预测电流控制 开关频率控制 不平衡电网
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双三相永磁同步发电机扩展虚拟矢量模型预测电流控制
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作者 许德志 王凤洋 +1 位作者 和阳 王少卿 《电气工程学报》 北大核心 2025年第3期28-39,共12页
模型预测控制因其原理简单、响应速度快以及处理非线性约束方便等优势,广泛应用于多相电机控制系统。但由于电机气隙磁场畸变及整流器开关器件死区时间等非线性因素引起的谐波电流,特别是映射到谐波子空间的谐波电流会增加系统损耗,影... 模型预测控制因其原理简单、响应速度快以及处理非线性约束方便等优势,广泛应用于多相电机控制系统。但由于电机气隙磁场畸变及整流器开关器件死区时间等非线性因素引起的谐波电流,特别是映射到谐波子空间的谐波电流会增加系统损耗,影响发电系统性能。为抑制双三相永磁同步发电机定子绕组中的谐波电流,在现有的十二虚拟矢量的基础上进一步扩展,虽然增加了控制集中候选电压矢量的数量,但运算量并未增大。所提扩展虚拟矢量模型预测电流控制不仅可以有效减少定子电流谐波,而且可以提高发电系统运行性能。最后,通过试验验证了所提控制策略的可行性和优越性。 展开更多
关键词 双三相永磁同步发电机 谐波抑制 模型预测电流控制 扩展矢量
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基于矢量分类的NPC型三电平双三相PMSM的改进模型预测电压控制 被引量:2
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作者 袁庆庆 步凡 +1 位作者 谢晓彤 夏鲲 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第2期758-768,I0030,共12页
多电平多相电机驱动系统存在电压矢量数目多、冗余复杂及多目标非线性约束等问题。以二极管钳位型三电平六相逆变器驱动双三相永磁同步电机为研究对象,以电机谐波电流抑制和逆变器直流侧中点电位平衡控制为目标,提出一种基于电压矢量三... 多电平多相电机驱动系统存在电压矢量数目多、冗余复杂及多目标非线性约束等问题。以二极管钳位型三电平六相逆变器驱动双三相永磁同步电机为研究对象,以电机谐波电流抑制和逆变器直流侧中点电位平衡控制为目标,提出一种基于电压矢量三角区域分类的改进模型预测电压控制策略。首先,以基波子平面大投影幅值为原则,对729个电压矢量进行初筛;接着,基于三角区域分类方法对筛选后的电压矢量进行分类,并对期望电压进行所属三角区域定位、确定候选矢量。设计满足电机定子电流谐波抑制及逆变器中点电位平衡控制的目标函数;根据电机数学模型和逆变器特征研究多目标控制权重因子的理论设计方法。不同工况下的有效性及对比实验表明,所研究的控制策略不仅能改善多电平多相电机驱动系统的多目标控制性能,还能有效降低控制器计算负担。 展开更多
关键词 二极管钳位型三电平六相逆变器 双三相永磁同步电机 矢量分类 谐波电流 中点电位 模型预测电压控制 权重因子
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永磁同步电机双矢量模型预测控制的计算量优化方法研究 被引量:1
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作者 徐奇伟 龙学汉 +3 位作者 苗轶如 王益明 涂郁潇颖 汤梦阳 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期19-30,共12页
双矢量模型预测控制策略可同时兼顾开关损耗与稳态性能,但是其矢量确定方法与占空比计算过程相对复杂,需要较大的计算量。因此,本文面向电压源型PMSM驱动系统,提出一种可降低计算量的双矢量模型预测电流控制方法。在电机稳态运行时,将... 双矢量模型预测控制策略可同时兼顾开关损耗与稳态性能,但是其矢量确定方法与占空比计算过程相对复杂,需要较大的计算量。因此,本文面向电压源型PMSM驱动系统,提出一种可降低计算量的双矢量模型预测电流控制方法。在电机稳态运行时,将第一最优矢量备选范围缩小至上一控制周期所采用的第一有效矢量及其相邻的两个矢量,再依次代入代价函数确定第一有效矢量,从而将比较次数从六次减小至三次。然后将剩余两个矢量与零矢量作为第二备选矢量,分别以q轴电流无差拍为条件计算占空比,再依次代入代价函数,确定使代价函数最小的矢量组合与占空比。最后,分别搭建仿真模型与实验平台,对所提方法的稳定性、可行性与有效性进行验证。结果表明,所提模型预测控制在平均计算时间仅为15.3μs的前提下,可取得6.57%的电流总谐波畸变率,以及±0.4 N·m的转矩脉动,与其他模型预测控制方法相比,具有最优的稳态性能。 展开更多
关键词 模型预测电流控制 低计算量 永磁同步电机 矢量选择 占空比计算
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NPC型并网逆变器参数自适应预测电流控制策略
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作者 刘春喜 赵文江 +2 位作者 马龙涛 洪方瑞 蔡磊 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第8期362-375,共14页
针对NPC型并网逆变器在无差拍预测电流控制时因系统参数失配导致的电流跟踪精度下降问题,提出了一种基于Popov超稳定性理论的模型参考自适应无差拍预测电流控制策略。首先,利用无差拍预测控制器,通过两步预测对输出电流进行预测与补偿,... 针对NPC型并网逆变器在无差拍预测电流控制时因系统参数失配导致的电流跟踪精度下降问题,提出了一种基于Popov超稳定性理论的模型参考自适应无差拍预测电流控制策略。首先,利用无差拍预测控制器,通过两步预测对输出电流进行预测与补偿,在理想条件下可实现高动态响应和低谐波失真。其次,为进一步克服实际中电感参数变化带来的影响,引入模型参考自适应结构,通过构建参考模型与可调模型进行对比,得到其输出误差后依据Popov超稳定性理论设计参数自适应律,实现对关键参数的实时辨识与动态补偿,从而在维持系统动态响应速度的同时显著提升参数鲁棒性及电流预测精度。同时将基于动态因子的SVPWM策略嵌入至模型参考自适应无差拍预测电流控制中,对电压矢量作用时间进行重新分配,在输出电压矢量的同时有效抑制中点电位的波动,进一步提高系统的控制品质和运行稳定性。最后,搭建仿真模型和实验样机并与传统策略进行对比分析。结果表明,在无参数失配情况下,所提策略相较于传统的无差拍预测电流控制策略,系统的输出电流总谐波畸变率降低了9%,在参数失配下降低了28%,动态响应速度提升了34%,验证了所提控制策略在增强系统鲁棒性、改善输出波形质量以及加速动态响应方面的有效性。 展开更多
关键词 NPC型并网逆变器 无差拍预测电流控制 参数失配 超稳定性理论 模型参考自适应
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稳态性能改善的永磁同步电机模型预测磁链控制
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作者 高锋阳 徐昊 +2 位作者 史志龙 高智山 强雅昕 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第9期161-170,共10页
为抑制电机共模电压的同时兼顾较好的稳态性能,提出一种模型预测磁链控制方法。首先,改进H8逆变器扩展备选电压矢量,将零矢量引入备选矢量集,减小电流谐波含量;其次,根据磁链误差矢量快速选择电压矢量,保证较小的转矩脉动、较低的电流... 为抑制电机共模电压的同时兼顾较好的稳态性能,提出一种模型预测磁链控制方法。首先,改进H8逆变器扩展备选电压矢量,将零矢量引入备选矢量集,减小电流谐波含量;其次,根据磁链误差矢量快速选择电压矢量,保证较小的转矩脉动、较低的电流谐波含量,并且考虑死区时间(dead-time,DT)对共模电压的影响,规定所选电压矢量的作用顺序,避免可能产生的等效零矢量;然后,基于磁链无差拍控制原则,设计新的电压矢量占空比的计算方法以减小磁链脉动;最后,将所提控制方法与3矢量法、5矢量法、8矢量法3种抑制共模电压控制方法进行仿真对比。研究结果表明:所提控制方法可以避免死区共模电压尖峰的产生,相较于3矢量法和8矢量法,其共模电压幅值分别降低了66.67%和33.33%;同时,有效减少了电机的转矩脉动、磁链脉动以及电流谐波含量。所提控制方法可以在抑制共模电压的同时改善电机的稳态性能,并且降低了计算复杂度。 展开更多
关键词 永磁同步电机 模型预测磁链控制 共模电压 转矩脉动 电流谐波
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计及采样扰动抑制的电压源逆变器三矢量无模型预测电流控制方法 被引量:5
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作者 胡存刚 尹政 +3 位作者 芮涛 陆格野 曹文平 唐曦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期2408-2417,I0027,共11页
针对传统电压源逆变器无模型预测电流控制(model-free predictive current control,MFPCC)方法存在电流纹波大、电流梯度更新停滞以及预测性能易受采样扰动影响的问题。该文提出一种计及采样扰动的三矢量MFPCC方法。在一个控制周期应用... 针对传统电压源逆变器无模型预测电流控制(model-free predictive current control,MFPCC)方法存在电流纹波大、电流梯度更新停滞以及预测性能易受采样扰动影响的问题。该文提出一种计及采样扰动的三矢量MFPCC方法。在一个控制周期应用3个基本矢量,并根据价值函数计算矢量作用时间,降低了输出电流纹波;其次,通过建立不同矢量作用下的电流梯度方程组,实现电流梯度数据的实时更新,消除了停滞现象;再次,分析采样扰动对MFPCC的影响,采用扩张状态观测器估计采样扰动以补偿预测电流控制,抑制其对输出电流的影响。最后,通过仿真和实验,对所提方法的有效性进行了验证。 展开更多
关键词 电压源逆变器 模型预测电流控制 三矢量 电流梯度更新 采样扰动
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