[发明专利]一种基于无差拍控制的双环预测控制方法

权利要求书

1.一种基于无差拍控制的双环预测控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(S1)列出系统离散时刻的状态方程，并将其离散化；列出系统离散时刻的状态方程:d[]/dt表示状态变量的微分值；L、C分别表示单相电压型逆变器的滤波电感值和滤波电容值；V₀(k)、i_L(k)分别表示逆变器k采样时刻的输出电压值和滤波电感电流值，作为逆变器的状态变量；V_in(k)表示k采样时刻逆变桥交流侧电压值，作为系统的干扰变量；i₀(k)表示k采样时刻的输出电流值,作为系统的干扰变量；y_c(k)表示k采样时刻的被控输出变量值；设系统的采样周期为T,将状态方程离散化得：V₀(k+1)、i_L(k+1)分别表示k+1采样时刻的输出电压值和滤波电感电流值，作为系统的状态变量；V₀(k)、i_L(k)分别表示逆变器k采样时刻的输出电压值和滤波电感电流值，作为逆变器的状态变量；V_in(k)表示k采样时刻逆变桥交流侧电压值，作为系统的干扰变量；i₀(k)表示k采样时刻的输出电流值,作为系统的干扰变量；y_c(k)表示k采样时刻的被控输出变量值；L、C分别表示单相电压型逆变器的滤波电感值和滤波电容值；T是系统的采样周期；

(S2)测量系统的状态变量，控制输入变量，被控输出变量和干扰变量；测量系统的状态变量V₀(k)、i_L(k)，控制输入变量V_r(k)，被控输出变量y_c(k)和干扰变量V_in(k)、i₀(k)；

(S3)列出系统离散基尔霍夫电流定律(Kirchhoff Current Law,KCL)方程，改写该方程得到电压外环控制率；列出系统离散KCL方程：根据无差拍控制原理：V_r(k+1)-V₀(k+1)＝0，V₀(k+1)表示k+1采样时刻的输出电压值；V_r(k+1)表示k+1采样时刻V₀(k+1)对应的参考电压值，代入KCL方程，则可得到电压外环的控制率：i_r(k)表示k采样时刻滤波电感电流i_L(k)的参考电流值；V_r(k+1)表示k+1采样时刻V₀(k+1)对应的参考电压值；V₀(k)表示k采样时刻的输出电压值；i₀(k)表示k采样时刻的输出电流值；C表示滤波电容值；T表示系统的采样周期；

(S4)列出系统离散基尔霍夫电压定律(Kirchhoff Voltage Law,KVL)方程，改写该方程得到电流内环控制率，利用(S3)的电流参考值和电流内环控制率计算调制信号；(S5)将(S4)得到的调制信号输入至调制单元，与三角波比较，输出开关组合直接作用于系统。

2.根据权利要求1所述的一种基于无差拍控制的双环预测控制方法，其特征在于：在(S4)中，列出系统离散KVL方程：i_L(k+1)表示k+1采样时刻的滤波电感电流值；i_L(k)表示k采样时刻的滤波电感电流值；V₀(k)表示k采样时刻的输出电压值；V_in(k)表示k采样时刻逆变桥交流侧电压值；L表示滤波电感值；T表示系统的采样周期；根据无差拍控制原理：i_r(k+1)-i_L(k+1)＝0，i_L(k+1)表示k+1采样时刻的滤波电感电流值；i_r(k+1)表示k+1采样时刻i_L(k+1)对应的参考电流值，结合(S3)得到的电流参考值，计算调制信号：d^*表示调制信号；i_r(k+1)表示k+1采样时刻i_L(k+1)对应的参考电流值；i_L(k)表示k采样时刻的滤波电感电流值；V₀(k)表示k采样时刻的输出电压值；V_dc表示直流侧电压值；L表示滤波电感值；T表示系统的采样周期。

3.根据权利要求1所述的一种基于无差拍控制的双环预测控制方法，其特征在于：在(S5)中，将(S4)得到的调制信号输入至调制单元，与三角波进行比较，输出开关组合作用于系统。