三相電壓型PWM整流器電流預(yù)測(cè)控制的研究.pdf

1、不控和半控整流環(huán)節(jié)對(duì)電網(wǎng)注入大量諧波及無(wú)功功率造成電網(wǎng)“污染”，而PWM整流器具有網(wǎng)側(cè)電流低諧波、可實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)和直流電壓可控等優(yōu)點(diǎn)，成為研究的熱點(diǎn)。因預(yù)測(cè)控制具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，本文以三相壓型PWM整流器(VSR)為研究對(duì)象，對(duì)預(yù)測(cè)控制理論在三相VSR中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。
　　本文首先分析了三相電壓型PWM整流器工作原理，建立三種坐標(biāo)系下系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。學(xué)習(xí)了空間矢量(SVPWM)調(diào)制技術(shù)，設(shè)計(jì)了三相VSR交流側(cè)電

2、感及直流側(cè)電容。在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下設(shè)計(jì)了電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)雙PI控制的三相電壓型PWM整流器。為得到高功率因數(shù)，采用電壓定向控制。q軸給定電流為零時(shí)，三相VSR運(yùn)行于單位功率因數(shù)狀態(tài)，之后在Matlab/Simulink進(jìn)行了仿真研究。該控制過(guò)程參數(shù)整定比較復(fù)雜，對(duì)開(kāi)關(guān)管使用SVPWM調(diào)制方式工作量大。
　　其次，本文在對(duì)傳統(tǒng)PI控制研究基礎(chǔ)上重點(diǎn)研究了三相VSR電流的模型預(yù)測(cè)控制(MPC)。由電壓外環(huán)PI控制的輸出信號(hào)得到參考電

3、流值；將系統(tǒng)在兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行離散化，得到預(yù)測(cè)電流的離散時(shí)間模型，對(duì)于每一個(gè)不同電壓矢量，預(yù)測(cè)下一采樣時(shí)刻電流值；分析開(kāi)關(guān)函數(shù)作用下三相電壓型PWM整流器的交流側(cè)電壓；選取參考電流和預(yù)測(cè)電流絕對(duì)誤差為代價(jià)函數(shù)，在線計(jì)算每一個(gè)電壓矢量下代價(jià)函數(shù)大小；選擇代價(jià)函數(shù)最小時(shí)交流側(cè)電壓對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)作用于系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在線尋優(yōu)。該控制策略無(wú)線性控制器和PWM調(diào)制模塊，具有控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、電路抗擾動(dòng)能力強(qiáng)、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程短等特性。由M