基于周期控制方法的MPC开关频率调节策略
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
experiment were carried out with the three-phase two-level inverter system as the test object. The simulation and
experimental results verify that the new switching frequency regulation scheme can effectively adjust the switching
model predictive controller（MPC），a finite set MPC switching frequency regulation strategy based on the period
control method was designed. The new switching frequency regulation strategy could set a specific algorithm in the
摘要：针对电力电子设备使用有限集模型预测控制器（MPC）时存在的可变开关频率问题，设计了一种基
于周期控制方法的有限集 MPC 开关频率调节策略。新型开关频率调节策略将在有限集 MPC 中设置特定算
法。其中新型算法中采用了对门极驱动信号的上升沿和下降沿周期测量和跟踪控制以产生类调制的输出频
谱，同时在成本函数中设计相关项以实现开关频率调节。开关频率调节算法易于设计和实现，可在不显著增
items were designed in the cost function to achieve the switching frequency adjustment. The switching frequency
adjustment algorithm is easy to design and implement，
[7]
[8]
模块化多电平变换器 、储能装置 和矩阵转换
器[9] 等。在众多 MPC 方案中，有限集 MPC 因其在
时间和控制动作上的离散性与电力电子设备之
间有着更为内在的联系，并同时具备处理各类系
统约束、复杂控制目标和非线性因素的能力，故
脱颖而出成为了应用最广泛的 MPC 控制策略。
同时，有限集 MPC 易于设计和实现，并可通过适
Wuhan 430065，Hubei，China；2. School of Mathematics & Computer Science，
Wuhan Polytechnic University，Wuhan 430023，Hubei，China）
Abstract: Aiming at the variable switching frequency problem of power electronics equipment using finite set
DOI：10.19457/j.1001-2095.dqcd21416
Switching Frequency Regulation Strategy for MPC Based on Period Control Method
YUAN Wu1 ，
ZENG Shan2
（1. Quality Management and Evaluation Division，Wuhan Technical College of Communications，
and will cause the finite control set MPC to generate a more
regular spectrum without significantly increasing the computational burden. The comparative simulation and
加计算负担的情况下使有限集 MPC 产生较为规则的频谱。以三相两电平逆变器系统为测试对象开展了对比
仿真和实验，仿真和实验结果验证了新型开关频率调节方案可有效地调节有限集 MPC 的开关频率，并提高逆
变器的输出电能质量。
关键词：有限控制集；模型预测控制；固定开关频率；脉宽调制
中图分类号：TM46
文献标识码：A
基金项目：国家自然科学基金项目（U1833119）
modulation
近年来，得益于数字控制技术的发展和微处
理 器 计 算 能 力 的 指 数 性 增 加 ，模 型 预 测 控 制
（model predictive control，MPC）在 电 力 电 子 领 域
得到越来越多的成功应用
[3]
[4]
[1-2]
，如电机驱动变频
[5]
பைடு நூலகம்
[6]
器 、逆变器 、并网变流器 、电力电子变压器 、
finite control set MPC. The new algorithm adopted the period measurement and tracking control of the rising and
falling edges of the gate driving signal to generate a modulation-like output spectrum. At the same time，related
frequency of the finite control set MPC and improve the output power quality of the inverter.
Key words: finite control set；model predictive control（MPC）；fixed switching frequency；pulse width
ELECTRIC DRIVE 2021 Vol.51 No.12
电气传动 2021 年 第 51 卷 第 12 期
基于周期控制方法的 MPC 开关频率调节策略
袁武 1，曾山 2
（1. 武汉交通职业学院 质量管理与评估处，湖北 武汉 430065；
2. 武汉轻工大学 数学与计算机学院，湖北 武汉 430023）
experimental results verify that the new switching frequency regulation scheme can effectively adjust the switching
model predictive controller（MPC），a finite set MPC switching frequency regulation strategy based on the period
control method was designed. The new switching frequency regulation strategy could set a specific algorithm in the
摘要：针对电力电子设备使用有限集模型预测控制器（MPC）时存在的可变开关频率问题，设计了一种基
于周期控制方法的有限集 MPC 开关频率调节策略。新型开关频率调节策略将在有限集 MPC 中设置特定算
法。其中新型算法中采用了对门极驱动信号的上升沿和下降沿周期测量和跟踪控制以产生类调制的输出频
谱，同时在成本函数中设计相关项以实现开关频率调节。开关频率调节算法易于设计和实现，可在不显著增
items were designed in the cost function to achieve the switching frequency adjustment. The switching frequency
adjustment algorithm is easy to design and implement，
[7]
[8]
模块化多电平变换器 、储能装置 和矩阵转换
器[9] 等。在众多 MPC 方案中，有限集 MPC 因其在
时间和控制动作上的离散性与电力电子设备之
间有着更为内在的联系，并同时具备处理各类系
统约束、复杂控制目标和非线性因素的能力，故
脱颖而出成为了应用最广泛的 MPC 控制策略。
同时，有限集 MPC 易于设计和实现，并可通过适
Wuhan 430065，Hubei，China；2. School of Mathematics & Computer Science，
Wuhan Polytechnic University，Wuhan 430023，Hubei，China）
Abstract: Aiming at the variable switching frequency problem of power electronics equipment using finite set
DOI：10.19457/j.1001-2095.dqcd21416
Switching Frequency Regulation Strategy for MPC Based on Period Control Method
YUAN Wu1 ，
ZENG Shan2
（1. Quality Management and Evaluation Division，Wuhan Technical College of Communications，
and will cause the finite control set MPC to generate a more
regular spectrum without significantly increasing the computational burden. The comparative simulation and
加计算负担的情况下使有限集 MPC 产生较为规则的频谱。以三相两电平逆变器系统为测试对象开展了对比
仿真和实验，仿真和实验结果验证了新型开关频率调节方案可有效地调节有限集 MPC 的开关频率，并提高逆
变器的输出电能质量。
关键词：有限控制集；模型预测控制；固定开关频率；脉宽调制
中图分类号：TM46
文献标识码：A
基金项目：国家自然科学基金项目（U1833119）
modulation
近年来，得益于数字控制技术的发展和微处
理 器 计 算 能 力 的 指 数 性 增 加 ，模 型 预 测 控 制
（model predictive control，MPC）在 电 力 电 子 领 域
得到越来越多的成功应用
[3]
[4]
[1-2]
，如电机驱动变频
[5]
பைடு நூலகம்
[6]
器 、逆变器 、并网变流器 、电力电子变压器 、
finite control set MPC. The new algorithm adopted the period measurement and tracking control of the rising and
falling edges of the gate driving signal to generate a modulation-like output spectrum. At the same time，related
frequency of the finite control set MPC and improve the output power quality of the inverter.
Key words: finite control set；model predictive control（MPC）；fixed switching frequency；pulse width
ELECTRIC DRIVE 2021 Vol.51 No.12
电气传动 2021 年 第 51 卷 第 12 期
基于周期控制方法的 MPC 开关频率调节策略
袁武 1，曾山 2
（1. 武汉交通职业学院 质量管理与评估处，湖北 武汉 430065；
2. 武汉轻工大学 数学与计算机学院，湖北 武汉 430023）