三相電壓型PWM整流器電流預測控制的研究.pdf

1、不控和半控整流環(huán)節(jié)對電網(wǎng)注入大量諧波及無功功率造成電網(wǎng)“污染”，而PWM整流器具有網(wǎng)側(cè)電流低諧波、可實現(xiàn)單位功率因數(shù)和直流電壓可控等優(yōu)點，成為研究的熱點。因預測控制具有動態(tài)響應快、魯棒性強等優(yōu)點，本文以三相壓型PWM整流器(VSR)為研究對象，對預測控制理論在三相VSR中的應用進行了研究。
　　本文首先分析了三相電壓型PWM整流器工作原理，建立三種坐標系下系統(tǒng)數(shù)學模型。學習了空間矢量(SVPWM)調(diào)制技術(shù)，設計了三相VSR交流側(cè)電

2、感及直流側(cè)電容。在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下設計了電壓外環(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，三相VSR運行于單位功率因數(shù)狀態(tài)，之后在Matlab/Simulink進行了仿真研究。該控制過程參數(shù)整定比較復雜，對開關(guān)管使用SVPWM調(diào)制方式工作量大。
　　其次，本文在對傳統(tǒng)PI控制研究基礎(chǔ)上重點研究了三相VSR電流的模型預測控制(MPC)。由電壓外環(huán)PI控制的輸出信號得到參考電

3、流值；將系統(tǒng)在兩相靜止坐標系下的數(shù)學模型進行離散化，得到預測電流的離散時間模型，對于每一個不同電壓矢量，預測下一采樣時刻電流值；分析開關(guān)函數(shù)作用下三相電壓型PWM整流器的交流側(cè)電壓；選取參考電流和預測電流絕對誤差為代價函數(shù)，在線計算每一個電壓矢量下代價函數(shù)大??；選擇代價函數(shù)最小時交流側(cè)電壓對應的開關(guān)狀態(tài)信號作用于系統(tǒng)，實現(xiàn)在線尋優(yōu)。該控制策略無線性控制器和PWM調(diào)制模塊，具有控制系統(tǒng)設計簡單、電路抗擾動能力強、系統(tǒng)動態(tài)過程短等特性。由M