專利名稱：基于模型預(yù)測(cè)控制的主動(dòng)前端整流器濾波延遲補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主動(dòng)前端整流器的模型預(yù)測(cè)控制方法中濾波器延遲的補(bǔ)償方法，屬于電力電子控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，基于模型預(yù)測(cè)控制的功率變換器全數(shù)字控制方法得到快速發(fā)展。MPC是一種基于數(shù)學(xué)模型來(lái)預(yù)測(cè)控制對(duì)象未來(lái)響應(yīng)的控制算法。算法中包含一個(gè)根據(jù)控制目標(biāo)進(jìn)行定義的價(jià)值函數(shù)。通過(guò)最小化價(jià)值函數(shù)，算法在每個(gè)采樣周期預(yù)測(cè)得到最佳電壓矢量，并作為下一周期的作用矢量，算法在每個(gè)采樣周期循環(huán)一次。模型預(yù)測(cè)控制屬于一種非線性控制技術(shù)，由于不包含線性控制器和調(diào)制算法，系統(tǒng)具有較快的瞬態(tài)響應(yīng)速度。隨著微處理器技術(shù)的快速發(fā)展和相關(guān)研究的深入，模型預(yù)測(cè)控制在電力電子及電機(jī)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用中體現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)。由于模型預(yù)測(cè)控制是一種直接對(duì)電流進(jìn)行預(yù)測(cè)和調(diào)節(jié)的控制算法，其對(duì)電流檢測(cè)的精度要求較高，為了去除干擾，通常需要將檢測(cè)到的電壓、電流信號(hào)在采樣前進(jìn)行濾波處理。濾波器在濾除高頻干擾信號(hào)的同時(shí)，會(huì)造成信號(hào)的延遲。由于模型預(yù)測(cè)控制采用循環(huán)尋優(yōu)，不經(jīng)調(diào)制過(guò)程而直接輸出的不定頻控制方式，雖然系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)速度優(yōu)良，但其采樣頻率高，運(yùn)行性能受系統(tǒng)延遲影響較為明顯。當(dāng)濾波器截止頻率較低時(shí)，信號(hào)濾波會(huì)產(chǎn)生較大的延遲，造成系統(tǒng)實(shí)際輸出值與設(shè)定值出現(xiàn)偏差，影響系統(tǒng)的控制品質(zhì)。因此，有必要設(shè)計(jì)一種針對(duì)模型預(yù)測(cè)控制的濾波器延遲補(bǔ)償方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有模型預(yù)測(cè)控制方法中存在的問(wèn)題，提供一種基于模型預(yù)測(cè)控制的主動(dòng)前端整流器濾波延遲補(bǔ)償方法，方法不需要添設(shè)額外的硬件裝置，可以有效消除濾波器延遲對(duì)控制系 統(tǒng)造成的影響，使得基于模型預(yù)測(cè)控制的主動(dòng)前端整流器在系統(tǒng)存在較大延遲情況下仍能保持較好的控制效果。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明予以實(shí)現(xiàn)的一個(gè)技術(shù)方案是1. 一種基于模型預(yù)測(cè)控制的主動(dòng)前端整流器濾波延遲補(bǔ)償方法，其特征在于包括以下步驟步驟一檢測(cè)主動(dòng)前端整流器三相電網(wǎng)電壓、三相輸入電流采樣值，并將其經(jīng)過(guò)克拉克Clarke變換得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電網(wǎng)電壓采樣值ea、ee和輸入電流采樣值ifa、if@ ;步驟二 根據(jù)實(shí)際整流器中電壓平衡方程式(I)建立等效整流器數(shù)學(xué)模型；
d I
ea 二Ui1-1- Riii + ^5(I)
Θη -Uo Rfn + L-
.P P P
式(I)中ea、ee為電網(wǎng)電壓采樣值；ia、ie為整流器輸入電流值；L與R分別為輸入電感值和等效串聯(lián)電阻值；ua、U0為整流器輸入電壓值；根據(jù)實(shí)際濾波器對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)建立等效濾波器模型，該等效濾波器模型理想傳遞函數(shù)為式⑵
權(quán)利要求
1.一種基于模型預(yù)測(cè)控制的主動(dòng)前端整流器濾波延遲補(bǔ)償方法，其特征在于包括以下步驟 步驟一檢測(cè)主動(dòng)前端整流器三相電網(wǎng)電壓、三相輸入電流采樣值，并將其經(jīng)過(guò)克拉克Clarke變換得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電網(wǎng)電壓采樣值ea、ee和輸入電流采樣值ifa、ife ；步驟二 根據(jù)實(shí)際整流器中電壓平衡方程式(I)建立等效整流器數(shù)學(xué)模型；
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于模型預(yù)測(cè)控制的主動(dòng)前端整流器濾波延遲補(bǔ)償方法，包括以下步驟檢測(cè)主動(dòng)前端整流器三相電網(wǎng)電壓、三相輸入電流采樣值，并將其經(jīng)過(guò)克拉克Clarke變換得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電網(wǎng)電壓采樣值eα、eβ和輸入電流采樣值ifα、ifβ；根據(jù)實(shí)際整流器中電壓平衡方程式建立等效整流器數(shù)學(xué)模型，根據(jù)實(shí)際濾波器對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)建立等效濾波器模型，從而構(gòu)成濾波延遲觀測(cè)器；將輸入電流采樣值ifα、ifβ與等效采樣電流iofα、iofβ的差值經(jīng)過(guò)一比例控制器補(bǔ)償?shù)綖V波延遲觀測(cè)器的輸入中；相比輸入電流采樣值ifα、ifβ，整流器輸入電流觀測(cè)值ioα、ioβ不受濾波器延遲的影響，其更接近實(shí)際的整流器輸入電流值，由此濾波器延遲的影響得到補(bǔ)償。
文檔編號(hào)H02M1/12GK103066866SQ201210559389
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者夏長(zhǎng)亮, 劉濤, 宋戰(zhàn)鋒 申請(qǐng)人:天津大學(xué)