一种三电平NPC整流-逆变调速系统的无权重系数模型预测控制策略

摘要

针对异步电机三电平中点钳位（Neutral point clamped,NPC）整流–逆变驱动系统的高性能高效控制，搭建了三电平整流–逆变系统的预测与损耗模型，构建了包含中点电压平衡与损耗优化的代价函数，提出了一种基于序列并行结构的无权重系数模型预测控制.策略在传统的序列模型预测控制中引入了直流母线中点电压和变换器开关频率控制，构建了包含多个控制目标的统一代价函数.根据整流–逆变系统在运行中对各控制目标的实际需求，将代价函数中的多个控制目标分为主要和次要控制目标并归类为两个序列优化集，对不同的序列集进行顺序优化.在相同的序列集内部，采用自适应并行寻优来选择最优开关状态，保证了同级序列内各控制目标的同步优化，避免了权重系数的设计.仿真和实验结果验证了该方法具有良好的控制性能和参数鲁棒性，并能有效控制中点电压波动和降低系统损耗.

关键词

异步电机 / 整流-逆变 / 三电平 / 模型预测控制 / 损耗

基金资助

国家自然科学基金资助项目（U21A20483）