三电平NPC逆变器的无模型预测电流控制优化

"三电平逆变器的改进无模型预测电流控制" 无模型预测电流控制是一种先进的控制策略，尤其适用于电力电子变换器如三相三电平中性点箝位型（NPC）逆变器。传统的模型预测控制依赖于精确的系统模型，这可能导致在面对系统参数不确定性或扰动时鲁棒性不足。针对这一问题，提出的改进无模型预测电流控制方法取消了对系统模型参数的需求，从而增强了控制系统的鲁棒性。 该方法的核心在于利用当前时刻的负载电流检测值和前一时刻的电流差分矢量来预测未来的输出电流。通过这种方法，控制器能够预测下一控制周期的电流行为，而无需知道逆变器的详细数学模型。为了进一步提高控制性能，引入了一个计数因子，用于动态更新电流差分，确保控制策略的实时性和适应性。在每个采样间隔内，控制器仅需对负载电流采样一次，然后选择能使预设代价函数最小化的逆变器开关状态，以实现最佳的电流控制。 代价函数是控制策略中的关键元素，它衡量了系统状态与期望目标之间的偏差以及可能的操作成本。通过对开关状态的选择优化代价函数，控制器可以快速响应负载变化，同时保持良好的稳态性能。此外，该控制策略还具有消除负载参数变化对系统稳定性影响的能力。 虽然这种控制方法在运算量上较大，对处理能力有较高要求，但其带来的优势在于简化了系统设计，提高了控制精度和动态响应速度。仿真和实际实验结果均验证了该控制策略的有效性，显示出了优越的性能，包括快速的动态响应和对负载变化的稳健控制。 三电平NPC逆变器的改进无模型预测电流控制是一种创新的控制方案，克服了传统MPC对模型的依赖，增强了逆变器在各种工况下的控制性能。随着高性能处理器的普及，这种控制技术有望在电力电子领域得到广泛应用，特别是在高效率、高动态响应的电力转换系统中。