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带LC滤波器的电压源逆变器无电流传感器有限集模型猜测操控

时间: 2023-12-19 04:08:19 |   作者: 电流互感器


  (VSIs),传统的有限集模型猜测操控(FS-MPC)计划不只需求丈量,还需求丈量或估量负载电流,增加了体系的复杂性和本钱。为削减传统FS-MPC中的数量,本文针对带LC滤波器的VSIs,提出了一种新式的无电流传感器的FS-MPC计划。首要,依据猜测矩阵之间的内涵联系,以电容电压和电容电流为状况变量,对猜测模型进行了准确简化,使其适合于无电流传感器操控。

  然后,为了消除电流传感器以削减相关本钱和进步可靠性,重构了动态模型,规划了一种易于完成的电容电流估量器,其功能可与典型FS-MPC计划比美。考虑到数字完成过程中不可避免的操控推迟,运用所提出的估量器取得推迟补偿。此外,所提出的操控计划对各种价值函数具有灵活性,并能下降核算量。经过与传统FS-MPC的比照仿真和试验成果,验证了所提操控计划在负荷改变和模型不匹配情况下的可行性。

  1、提出了一种用于带LC滤波器的VSIs的无电流传感器FS-MPC计划。经过兼并猜测矩阵,准确地简化了猜测模型。将传统FS-MPC的猜测变量转换为电容电压及其电流。

  2、提出了一种易于完成的全阶电容电流估量器,以彻底消除电流传感器,此观测器还完成了固有操控时滞补偿。

  3、与传统FS-MPC计划在负荷改变和模型不匹配情况下的猜测和操控功能作比照,验证了所提操控计划的正确性。

  其间*代表参考值,经过罗列候选的电压矢量来挑选能使CF最小化的最优电压矢量(即最优开关状况),并将其应用于逆变器。

  为了规划电容电流估量器,对体系的动态模型进行重塑,因为采样时间比负载改变小得多,默许

  将上述两种部分内容结合起来得到无电流传感器FS-MPC办法,详细的操控框图如图所示:

  图3和图4分别给出了传统FS-MPC和所提计划在线性负载和非线性负载下稳态电压盯梢功能的试验成果。展现了相位电压基准∗fa、电压反应vfa、负载电流ioa和电压盯梢差错vfe。能够观察到,两种办法的功能没有明显差异。因为体系噪声的影响,所提出的操控计划只比典型的FS-MPC操控计划具有略大的电压盯梢差错。对应的快速傅里叶变换FFT剖析成果如图5所示。依据成果得出两种操控计划在线性和非线性负载下的THD差错均小于0.2%,标明所提操控计划具有与典型FS-MPC比较美的稳态功能。

  图6:标称线性负载阶跃下瞬态功能的试验比较 (a)传统FS-MPC (b)所提操控战略

  图6描绘了选用传统FS-MPC和所提操控计划的线性负载步长(开路到标称负载)瞬态呼应的试验成果。展现了相位电压基准∗fa、电压反应vfa、负载电流ioa和电压盯梢差错vf e。能够观察到,两种办法由负载步长引起的电压动摇类似,因而对负载步长改变具有类似的鲁棒性。

  本文提出了一种用于带LC滤波器的VSIs的无电流传感器FS-MPC计划。首要是依据猜测矩阵之间的内涵联系对猜测模型进行简化,使其适合于无电流传感器操控。为了消除传统FS-MPC计划中的电流传感器,运用重构的体系动态模型规划了一种易于完成的电容电流估量器,其功能与传统FS-MPC计划适当。为客服数字操控时延带来的功能直线下降,该估量器直接用于完成固有时延补偿。此外,该操控计划具有可扩展性强、本钱低、可靠性高级长处。在模型不匹配和负载变化情况下的仿真和试验成果验证了该操控计划的有效性,证明了该操控计划能够代替传统的FS-MPC操控计划用于带LC滤波器的VSIs。

  本文提出了用于带LC滤波器的VSIs的无电流传感器FS-MPC计划,与传统的FS-MPC计划比较,此办法削减了电流传感器的运用,下降了体系本钱,进步可靠性,而且取得了与传统FS-MPC近似的成果。此办法在多电平逆变器下相同适用。