TNPC逆变器闭环控制代码

TNPC逆变器（三相三电平中间电路型）的闭环控制一般采用电流控制和电压控制两级控制方式。以下给出一个基于STM32的TNPC逆变器闭环控制代码示例，其中电流控制使用了PI控制器，电压控制使用了模型预测控制器（MPC）。

#include "stm32f10x.h"
#include "TNPC.h"

// 电流控制参数
#define Kp_I 0.05f
#define Ki_I 0.05f
#define I_MAX 100.0f

// 电压控制参数
#define MPC_N 4
#define MPC_H 0.0001f
#define MPC_Q 1.0f
#define MPC_R 1.0f

// 电流控制PID结构体
typedef struct
{
    float Kp;
    float Ki;
    float I_max;
    float I_ref;
    float I_err;
    float I_err_prev;
    float I_int;
}I_PID;

// 电压控制MPC结构体
typedef struct
{
    float N;
    float H;
    float Q;
    float R;
    float U_ref;
    float U_err[MPC_N];
    float U_pred[MPC_N];
    float U_ctrl;
}U_MPC;

// 电流控制PID初始化
void I_PID_Init(I_PID *pid, float kp, float ki, float i_max)
{
    pid->Kp = kp;
    pid->Ki = ki;
    pid->I_max = i_max;
    pid->I_ref = 0.0f;
    pid->I_err = 0.0f;
    pid->I_err_prev = 0.0f;
    pid->I_int = 0.0f;
}

// 电流控制PID计算
float I_PID_Calc(I_PID *pid, float i_meas)
{
    // 计算误差
    pid->I_err = pid->I_ref - i_meas;

    // 积分项限幅
    pid->I_int += pid->Ki * pid->I_err;
    pid->I_int = pid->I_int > pid->I_max ? pid->I_max : pid->I_int;
    pid->I_int = pid->I_int < -pid->I_max ? -pid->I_max : pid->I_int;

    // 计算输出
    float u_pid = pid->Kp * pid->I_err + pid->I_int - pid->Kp * (pid->I_err - pid->I_err_prev);
    pid->I_err_prev = pid->I_err;

    // 输出限幅
    u_pid = u_pid > pid->I_max ? pid->I_max : u_pid;
    u_pid = u_pid < -pid->I_max ? -pid->I_max : u_pid;

    return u_pid;
}

// 电压控制MPC初始化
void U_MPC_Init(U_MPC *mpc, float n, float h, float q, float r)
{
    int i;
    mpc->N = n;
    mpc->H = h;
    mpc->Q = q;
    mpc->R = r;
    mpc->U_ref = 0.0f;
    mpc->U_ctrl = 0.0f;
    for(i = 0; i < MPC_N; i++)
    {
        mpc->U_err[i] = 0.0f;
        mpc->U_pred[i] = 0.0f;
    }
}

// 电压控制MPC计算
void U_MPC_Calc(U_MPC *mpc, float u_meas)
{
    int i, j;

    // 计算误差
    mpc->U_err[0] = mpc->U_ref - u_meas;

    // 预测
    for(i = 0; i < MPC_N; i++)
    {
        mpc->U_pred[i] = 0.0f;
        for(j = 0; j < i; j++)
        {
            mpc->U_pred[i] += (mpc->H * (i - j) * mpc->U_err[j]);
        }
    }

    // 计算控制量
    mpc->U_ctrl = mpc->U_pred[0] + mpc->Q * mpc->U_err[0] + mpc->R * mpc->U_ctrl;
}

// 主函数
int main(void)
{
    // 初始化电流控制和电压控制
    I_PID i_pid;
    I_PID_Init(&i_pid, Kp_I, Ki_I, I_MAX);
    U_MPC u_mpc;
    U_MPC_Init(&u_mpc, MPC_N, MPC_H, MPC_Q, MPC_R);

    while(1)
    {
        // 读取电流和电压
        float i_meas = Read_Current();
        float u_meas = Read_Voltage();

        // 电流控制计算
        float u_i = I_PID_Calc(&i_pid, i_meas);

        // 电压控制计算
        U_MPC_Calc(&u_mpc, u_meas);

        // 计算最终控制量
        float u_ctrl = u_i + u_mpc.U_ctrl;

        // 输出控制量
        Set_Output(u_ctrl);
    }
}

需要注意的是，以上代码仅为示例代码，实际使用时需要根据具体的电路和控制要求进行调整和修改。