[发明专利]一种基于单相Vienna整流器的电流预测控制方法

权利要求书

1.一种基于单相Vienna整流器的电流预测控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤(1)：根据基尔霍夫定律及单相Vienna整流器的拓扑结构推导单相整流器的电路方程及离散状态方程；

步骤(2)：分别采集直流侧电容电压U_C1、U_C2，K时刻交流侧电流i(k)及电源电压U_s，将测得的直流侧电压U_C1、U_C2相加得到直流侧总电压U_dc，并将U_dc与直流侧总电压的参考值U_{dc_ref}相比较得到误差信号，此误差信号经PI控制器得到参考电流幅值I^*；

步骤(3)：将步骤(2)中所采集的电源电压U_s分别导入SOGI，经SOGI得到第K个采样时刻锁相环产生的交流角度信息sin(θ)，并将此角度信息sin(θ)与步骤(2)中I^*一起导入到电流预测控制器模块，得到T_S(K+1)时刻a,N两点间的平均电压

步骤(4)：采集此时的直流侧电压输出信号U_dc、平衡电容信号及步骤(3)中一起导入到PWM控制器中，得出Vienna整流器的开关信号，并将此信号送到Vienna整流器。

2.根据权利要求1所述一种基于单相Vienna整流器的电流预测控制方法，其特征在于：步骤1中，U_S为电源电压；i(t)为交流侧输入电流；U_aN为a,N两点间电压；L为交流侧电感值；

由于负载电阻阻抗远远大于线路输入阻抗及Vienna装置输出阻抗，通常在分析Vienna装置的数学模型时将负载支路等效为电流源，则在的单相等效电路，基于基尔霍夫定律，单相电路等效模型为：

$U_S=L\frac{di}{dt}+U_{aN}+iR---\left(1\right)$

设开关频率足够高，则电源电压U_S及a,N两点间电压U_aN在一个开关周期时间段里是定值，在开关周期T_s(k)内令其平均值分别为：和；采用一阶前向差分法对式(1)进行离散化处理，则单相离散系统数学模型：

${\stackrel{\‾}{U}}_S=L\frac{i(k+1)-i\left(k\right)}{T_S}+{\stackrel{\‾}{U}}_{aN}+i\left(k\right)R---\left(2\right)$

$i(k+1)=\frac{T_S}{L}\[{\stackrel{\‾}{U}}_S\left(k\right)-{\stackrel{\‾}{U}}_{aN}\left(k\right)\]+(1-\frac{T_S}{L}R)i\left(k\right)---\left(3\right)$

式中T_s(k)为一个开关周期时间；分别为电源电压U_S及a,N两点间电压U_aN在开关周期T_s(k)内的平均值。