為了深入探究模型預(yù)測(cè)控制（MPC）的設(shè)計(jì)機(jī)理,分析和對(duì)比了MPC與傳統(tǒng)線性控制器,如比例積分（PI）控制器、比例諧振（PR）控制器的區(qū)別和聯(lián)系,結(jié)果表明PI和PR控制器都可視為MPC的特例,即MPC與傳統(tǒng)控制器具有內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。進(jìn)一步,證明了通用MPC框架允許開發(fā)者添加原經(jīng)典控制體系中的新穎技術(shù),從而設(shè)計(jì)出更為先進(jìn)的控制器來應(yīng)對(duì)不同電力電子變換器應(yīng)用場(chǎng)景帶來的各種挑戰(zhàn)。最后,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的通用MPC方案的性能。 

【文章來源】：電力電子技術(shù). 2020,54(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖３?ＭＰＣ控制器結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?３?ＭＰＣ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??９５??

三相逆變器的通用ＭＰＣ方案設(shè)計(jì)和對(duì)比研究??－�。剑荆浚�，??－ＣＤ－????＂＾５￣??ｒ—ＣＤ??ＵＣ??＜ｙ＜ｙ￥?Ｉｆ??｜ａｄ—樣丨?｜ａｄ采樣｜??＾３—４ｇ５＾）］－??Ｓａ＼?５ｂｔ?Ｓｃ＼??Ｈｇｃ（＾）｜?？??＜１＝［Ｍ??圖１三相逆變器及其傳統(tǒng)控制方案??Ｆｉｇ．?１?Ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?ｉｎｖｅｒｔｅｒ?ｗｉｔｈ?ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｃｈｅｍｅ??處理飽和后的三相逆變器控制器如圖２所??示，ＣＵ）為所選擇的電流控制器。ＭＰＣ可視為一??類Ｃ（２），Ｃ（ｚ）與調(diào)制器關(guān)聯(lián)，調(diào)制器包括ＰＷＭ或??有限控制集。為跟蹤誤差，Ｗ為負(fù)載輸入。??圖２反飽和形式的經(jīng)典閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?２?Ｃｌａｓｓｉｃａｌ?ｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｉｎ?ａｎｔｉｗｉｎｄｕｐ?ｆｏｒｍ??圖中＾到＾的傳遞函數(shù)為：??＾４＝—１７ｇ°＿?＝－Ｊ－－－＝Ｃ（＾）?（２）??ｅ（ｚ）?＼＋（ｌ／ｇ〇）Ｃ（ｚ）?ｇ〇＋Ｃ｛ｚ）??３?ＭＰＣ控制器架構(gòu)??設(shè)為系統(tǒng)輸入Ａ為測(cè)得的輸出�？紤]系??統(tǒng)噪聲和周期擾動(dòng)后的狀態(tài)空間模型為：??ｒ?〇?〇?〇??＼ｘＭ＝Ａ＾Ｍ＋Ｂ＾ｋ＋ｎｋ??１?ｄ?〇??［ｄＭ＝Ａ，４ｉ，＋ｎｋ，?ｙｋ＝Ｃ〇Ｋｋ＋Ｃ４ｋ＋ｍｋ??式中：＜，叫和：＾分別為狀態(tài)矢量、輸入矢量和輸出矢量；??＜，／！；；和叫為高斯白噪聲序列；為周期性擾動(dòng)；Ａ。，／�。�，，??（３）??Ｃ〇，Ｃ，，和隊(duì)為系數(shù)矩陣。??為準(zhǔn)確描述周期性擾動(dòng)，義，，將在單位圓上具??有特征值，恒定擾動(dòng)可通過選擇皋＝１來建模，頻??

。??４?ＭＰＣ方案與經(jīng)典控制方案的內(nèi)在聯(lián)系??將通用ＭＰＣ應(yīng)用于式（１）給出的模型，有：??Ａ?（ｚ）ｉ（ｚ）＝Ｂ（ｚ）ｖ（ｚ）＋ｄ（ｚ）?（１５）??式中：４?（２）＝１－０２＿１；５（２）＝６２＿１；＜＾（２）的選擇考慮以下３種??情況：①無擾動(dòng)；②恒定擾動(dòng)；③頻率為＜Ｕ。的基頻擾動(dòng)。??４．１?有限集ＭＰＣ（無擾動(dòng)）??在無擾動(dòng)的情況下，將式（１５）中的＃ｚ）設(shè)置??為零，此時(shí)有?ａ（ｚ）＝ａ，）８（２ｒ）＝６?，ｙ（ｚ）＝０?和?￡（ｚ）?＝?ｌ，??從而控制器框圖如圖４ａ所示。圖４ａ中約束模塊??對(duì)應(yīng)著一個(gè)有限控制集，如電壓矢量集。有限集??ＭＰＣ電流控制器可換一種等價(jià)方式描述為：使用??式（１）所示預(yù)測(cè)模型將參考電流ｒ轉(zhuǎn)換為，然??后求解有限控制集中與ｔＣ最接近的電壓矢量《廠，??ｃｏｎ?Ｉ?〇ｐｔ?｜??ｈ?＝｜Ｍ「Ｍ４?Ｌ，Ｅｌ７。??表１，２為不同擾動(dòng)下使電流跟蹤誤差最小的??無約束最優(yōu)控制器及其特征。為經(jīng)典控制器??形式，Ｓ（ｚ）為擾動(dòng)抑制的噪聲靈敏度，７Ｘｚ）為參考??跟蹤對(duì)建模誤差的魯棒性的互補(bǔ)靈敏度。??表１不同擾動(dòng)模型下的最優(yōu)控制器??Ｔａｂｌｅ?１?Ｏｐｔｉｍａｌ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ?ｆｏｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍｏｄｅｌｓ??擾動(dòng)??最優(yōu)控制器??無擾動(dòng)??＾〇ｐ．＝ｙ（ｉ＊－０??恒定擾動(dòng)??ｖ＝；?（ｉ、＞（卜??ｂ?ｌ－ａｚ??基頻擾動(dòng)??１?［■＊?ａＴｌ－＾ｃｏｓＣｗｏ＾Ｄ－ｚ＾＋＾＾ｌ＋＾Ｃｌ－＾＂１）?？?１??（＞ｌ＊?ｂ?ｌ?１?－２＾ｃｏｓ?（〇）（Ａ?）ｚ￣ｌ＋＾ｚ￣２－ｅｚ￣ｌ?（１?－ｚ￣ｘ）?Ｉ??ｅｚ￣＾（＾?１—ｚ－１）??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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