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永磁同步电机低复杂度双矢量预测电流控制

电力系统保护与控制 2023年第6期51卷 63-72页

作者：周立尚治博周越鹏李京明刘金澍辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁葫芦岛125105 山西阳光发电有限责任公司山西阳泉045200

针对永磁同步电机传统模型预测电流控制中存在计算负担重和电流脉动大的问题,提出一种低复杂度双矢量预测电流控制方法。首先,利用电流无差拍控制原理快速获得下一周期的第一电压矢量,相比传统方法可减少一个周期的预测次数。其次,进行... 详细信息

针对永磁同步电机传统模型预测电流控制中存在计算负担重和电流脉动大的问题,提出一种低复杂度双矢量预测电流控制方法。首先,利用电流无差拍控制原理快速获得下一周期的第一电压矢量,相比传统方法可减少一个周期的预测次数。其次,进行第二电压矢量的选择时可以采用非零电压矢量,增大备选电压矢量的覆盖范围。最后,根据均方根电流脉动方程,确定满足最小电流脉动条件下各个电压矢量的最佳作用时间。仿真和实验结果表明:相较于传统单矢量、双矢量预测电流控制方法,所提低复杂度双矢量预测电流控制方法能够有效抑制电流脉动,降低算法的复杂度和计算量,提高了永磁同步电机控制系统在实际中的运行性能。

关键词：永磁同步电机低复杂度电流脉动双矢量预测电流控制

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小偏差永磁同步电机双矢量模型预测控制

电机与控制学报 2024年第10期28卷 155-165页

作者：陈荣翟凯淼舒胡平中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266000

传统的永磁同步电机双矢量模型预测控制的合成电压矢量与参考电压矢量的偏差较大,且存在计算量大、开关频率高的缺点,在实际工况中难以实现良好的控制性能。为了解决上述问题,提出一种小偏差永磁同步电机双矢量模型预测控制策略,通过分... 详细信息

传统的永磁同步电机双矢量模型预测控制的合成电压矢量与参考电压矢量的偏差较大,且存在计算量大、开关频率高的缺点,在实际工况中难以实现良好的控制性能。为了解决上述问题,提出一种小偏差永磁同步电机双矢量模型预测控制策略,通过分析参考电压矢量的变化规律,构造新的电压矢量选择表,将电压矢量的选择范围从六个降为三个,减小计算量的同时也降低了开关频率;针对传统的作用时间计算方法存在的问题,提出基于偏差最小原则的作用时间计算方法,并详细证明了该方法的优越性。仿真和实验结果显示,所提出的方法能够有效减小计算量和降低开关频率,同时具有较好的稳态和动态性能。

关键词：永磁同步电机模型预测控制小偏差双矢量低开关频率作用时间

具有参数辨识功能的永磁同步电机双矢量模型预测电流控制

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中国电机工程学报 2023年第23期43卷 9319-9329页

作者：姚绪梁黄乘齐王景芳马赫刘铜振张国望哈尔滨工程大学智能科学与工程学院黑龙江省哈尔滨市150001

传统永磁同步电机有限集模型预测电流控制策略存在电流波动大、控制性能依赖于电机参数准确性的问题。为此,该文提出一种具有参数辨识功能的双矢量模型预测电流控制策略。首先,为避免传统电压矢量自由组合原则导致算法复杂度增加,根据... 详细信息

传统永磁同步电机有限集模型预测电流控制策略存在电流波动大、控制性能依赖于电机参数准确性的问题。为此,该文提出一种具有参数辨识功能的双矢量模型预测电流控制策略。首先,为避免传统电压矢量自由组合原则导致算法复杂度增加,根据电压矢量对q轴电流的增减效果,设计一种对第1个、第2个电压矢量可选范围进行约束的双矢量组合原则。随后,为降低整个控制周期内的电流波动,设计一种包含双矢量切换点处电流跟踪误差项的价值函数对候选矢量组合进行枚举寻优。此外,为提升系统参数鲁棒性,提出一种级联模型参考自适应多参数辨识方法。该方法通过建立dq轴电流增量状态方程并与q轴电流状态方程构成满秩方程组,可实现对电阻、电感及磁链参数的准确辨识。最后,通过实验验证所提策略的有效性。

关键词：永磁同步电机预测控制双矢量多参数辨识模型参考自适应

一种永磁同步电机可视化双矢量调制模型预测控制方法

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电力自动化设备 2023年第1期43卷 159-165,208页

作者：郭磊磊王朋帅李琰琰陈亚斐金楠郑州轻工业大学电气信息工程学院河南郑州450002

针对常规永磁同步电机单矢量模型预测控制存在电流谐波较大的问题,采用了一种永磁同步电机双矢量调制模型预测控制方法,以降低电流谐波。首先,定义了一个与常规单矢量模型预测控制相同的目标函数;然后,根据逆变器8个基本电压矢量构建了1... 详细信息

针对常规永磁同步电机单矢量模型预测控制存在电流谐波较大的问题,采用了一种永磁同步电机双矢量调制模型预测控制方法,以降低电流谐波。首先,定义了一个与常规单矢量模型预测控制相同的目标函数;然后,根据逆变器8个基本电压矢量构建了12个虚拟电压矢量,在计算电压矢量作用时间时,假设每个电压矢量的作用时间与其对应的目标函数值成反比;最后,为了降低计算量,使用了一种改进的电压矢量预选方法,但该双矢量调制模型预测控制方法仍缺乏严格的理论基础。因此提出一种可视化方法来详细证明了所述双矢量调制模型预测控制的有效性,从而为调制模型预测控制及其推广应用提供了坚实的理论基础。所提可视化分析方法还可以扩展到三矢量模型预测控制中。详细的对比实验结果验证了所述控制方法的有效性以及所提可视化分析的正确性。

关键词：永磁同步电机双矢量模型预测控制可视化有效性证明

改进的低损耗并网逆变器双矢量模型预测电流控制方法

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电力自动化设备 2019年第10期39卷 136-142页

作者：郭磊磊晋玉祥罗魁郑州轻工业大学电气信息工程学院河南郑州450002 国网河南省电力公司许昌供电公司河南许昌461000 中国电力科学研究院有限公司新能源与储能运行控制国家重点实验室北京100192

针对传统单矢量模型预测控制负载电流谐波含量大和多矢量模型预测控制开关频率高、功率损耗大的问题,在给出传统双矢量并网逆变器模型预测电流控制方法的基础上,提出改进的低损耗并网逆变器双矢量模型预测电流控制方法。该方法结合无差... 详细信息

针对传统单矢量模型预测控制负载电流谐波含量大和多矢量模型预测控制开关频率高、功率损耗大的问题,在给出传统双矢量并网逆变器模型预测电流控制方法的基础上,提出改进的低损耗并网逆变器双矢量模型预测电流控制方法。该方法结合无差拍控制思想计算目标参考电压矢量,以电压矢量为目标函数,并通过优化电压矢量选择,减少了控制算法计算量,降低了负载电流谐波含量、逆变器开关频率和功率损耗,从而提高了并网逆变器的运行效率。通过仿真和实验对比研究了传统单矢量法、传统双矢量法和所提方法的控制效果,并验证了所提方法的有效性。

关键词：并网逆变器模型预测控制双矢量低谐波含量低开关频率低损耗

永磁同步电机双矢量固定开关频率模型预测控制研究

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电工技术学报 2023年第14期38卷 3812-3823页

作者：陈荣翟凯淼舒胡平中国石油大学(华东)新能源学院青岛266580

为了解决传统的永磁同步电机双矢量模型预测电流控制中开关频率高、计算量大的问题,提出一种固定开关频率双矢量模型预测控制策略。利用传统的双矢量模型预测控制的参考电压矢量所在扇区的变化规律,通过构造新的电压矢量选择表,将电压... 详细信息

为了解决传统的永磁同步电机双矢量模型预测电流控制中开关频率高、计算量大的问题,提出一种固定开关频率双矢量模型预测控制策略。利用传统的双矢量模型预测控制的参考电压矢量所在扇区的变化规律,通过构造新的电压矢量选择表,将电压矢量的选择范围从7个降为2个;同时提出一种基于d、q轴电压差的作用时间计算方法,以降低计算量和固定开关频率。最后,通过搭建仿真模型和永磁同步电机实验平台,对传统的双矢量模型预测电流控制策略和所提控制策略进行对比分析和验证,仿真和实验结果显示出该文所提控制策略相对传统的双矢量模型预测电流控制策略的优越性,验证了其可行性和正确性。

关键词：永磁同步电机模型预测控制双矢量固定开关频率

两电平电压源逆变器双矢量调制模型预测控制:理论分析、实验验证和推广

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电工技术学报 2021年第1期36卷 39-49页

作者：郭磊磊李国昊金楠李琰琰窦智峰郑州轻工业大学电气信息工程学院郑州450002

近年来,模型预测控制(MPC)以其良好的自适应性、鲁棒性等优越性能广泛应用于两电平电压源逆变器中。然而,常规的模型预测控制每个控制周期只使用1个电压矢量,导致电流谐波较大。为抑制电流谐波,提出一种双矢量调制模预测控制策略。首先... 详细信息

近年来,模型预测控制(MPC)以其良好的自适应性、鲁棒性等优越性能广泛应用于两电平电压源逆变器中。然而,常规的模型预测控制每个控制周期只使用1个电压矢量,导致电流谐波较大。为抑制电流谐波,提出一种双矢量调制模预测控制策略。首先,在每个控制周期同时使用两个电压矢量来跟踪目标矢量,且每个电压矢量的作用时间根据调制模型预测控制原理计算;其次,根据无差拍控制原理计算参考电压,并根据参考电压位置在每个控制周期仅需要选择三组电压矢量组合进行在线评估,从而得到最优电压矢量组合。最后,通过详细的理论分析,验证了所提双矢量调制模型预测控制策略的有效性。此外,该文研究还表明,所提策略还可用于控制其他类型的逆变器,如三相四开关逆变器。同时,所提方法可以获得和常规双矢量法类似的控制性能,且具有计算量小等优点。理论分析和实验结果验证了所提方法的有效性。

关键词：电压源逆变器双矢量调制模型预测控制有效性证明

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一种变加速度的弹用双矢量空中对准方法

中国惯性技术学报 2018年第6期26卷 721-725页

作者：徐云洪榛罗志航朱欣华苏岩浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018 南京理工大学机械工程学院南京210094

针对制导炮弹空中飞行时间短、难以实现有目的航向机动的问题,提出一种变加速度的弹用双矢量空中对准方法。首先,利用速度微分方程推导了空中对准用双矢量。然后,根据双矢量定姿的原理,采用Request算法对弹载微机械捷联惯导系统(MINS)... 详细信息

针对制导炮弹空中飞行时间短、难以实现有目的航向机动的问题,提出一种变加速度的弹用双矢量空中对准方法。首先,利用速度微分方程推导了空中对准用双矢量。然后,根据双矢量定姿的原理,采用Request算法对弹载微机械捷联惯导系统(MINS)的初始姿态进行估计,并分析了对准误差,在此基础上提出基于变加速度的弹用双矢量空中对准方法来实现弹载MINS初始姿态的最优估计。数值仿真实验结果表明:该对准方案可快速实现弹用MINS初始姿态的最优估计,其中航向角对准误差接近0.3°,俯仰角和横滚角对准误差小于0.2°,满足制导炮弹用MINS空中快速对准的要求。

关键词：制导炮弹微机械惯导变加速度空中对准双矢量

面向电流源型PWM整流器的双矢量模型预测直接功率控制

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电气工程学报 2024年第1期19卷 216-225页

作者：王森杨奕郭强马雯黄勇军重庆理工大学重庆市能源互联网工程技术研究中心重庆400054

电流源型脉宽调制(Pulse width modulation,PWM)整流器因其网侧存在LC滤波器,系统的控制难度增加。传统直接功率控制策略下的整流器功率波形存在脉动,因模型预测控制具有卓越的动态特性以及直观的控制规律,采用模型预测直接功率控制(Mod... 详细信息

电流源型脉宽调制(Pulse width modulation,PWM)整流器因其网侧存在LC滤波器,系统的控制难度增加。传统直接功率控制策略下的整流器功率波形存在脉动,因模型预测控制具有卓越的动态特性以及直观的控制规律,采用模型预测直接功率控制(Model predictive direct power control,MPDPC)对传统控制策略进行改进。首先建立了三相PWM整流器的数学模型,给出了每个采样周期内的功率变化率,并推导出相邻采样周期之间的功率关系,然后给出基于单矢量的模型预测直接功率控制策略,提出了基于双矢量的模型预测直接功率控制策略,并优选出两个电流矢量,计算在一个采样周期内的作用时间,并对其进行修正。最后,在Matlab/Simulink仿真软件验证了所提控制策略的可行性和有效性。

关键词：电流源型整流器模型预测控制双矢量功率控制