题目:三相两电平逆变器模型预测控制(MPC)的 Simulink 仿真
摘要:
本文将介绍三相两电平逆变器模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)的 Simulink
仿真。文章首先对三相两电平逆变器进行介绍,包括其基本结构和工作原理。接着详细阐述了 MPC 在
控制方案中的重要性,并提供了 Simulink 仿真模型和 MPC 代码。读者可以通过修改电流参考值来
实现不同的控制策略,并将其用作电力电子方向的入门学习。本文旨在提供一个实用、详尽的技术分
析文章,帮助读者理解和应用三相两电平逆变器模型预测控制。
1. 引言
随着电力电子技术的发展,三相两电平逆变器在多种应用中广泛使用。逆变器转换直流电源为交流电
源,将其用于电机驱动、电力传输等领域。然而,传统的控制方法存在一些局限性,如动态性能差、
鲁棒性弱等。为解决这些问题,引入了模型预测控制技术,即 MPC。
2. 三相两电平逆变器模型预测控制
2.1. 三相两电平逆变器的基本结构
三相两电平逆变器由六个晶闸管(IGBT)构成,分别连接三个电流型逆变桥臂。其基本结构如图 1 所
示。其中,直流输入电压通过滤波电感得到平滑的直流电压,然后经过逆变桥臂转换为交流输出。
(插入图 1:三相两电平逆变器的基本结构)
2.2. 三相两电平逆变器的工作原理
三相两电平逆变器的工作原理是通过对六个 IGBT 的控制,实现对输出电压波形的调节。通常情况下
,逆变桥臂所能提供的电压分为两级,分别为正向和负向的峰值。利用 PWM 技术,通过调节开关频率
和占空比,可以产生所需的输出波形。
(插入图 2:三相两电平逆变器的工作原理)
2.3. 模型预测控制(MPC)
MPC 是一种基于模型的控制方法,通过对系统的动态模型进行优化,实现对输出的预测和控制。MPC
具有良好的鲁棒性和动态性能,广泛应用于电力电子领域。
3. Simulink 仿真模型和 MPC 代码
为了实现三相两电平逆变器的模型预测控制,本文提供了 Simulink 仿真模型和相应的 MPC 代码。
通过加载仿真模型,读者可以直观地了解逆变器的工作原理和控制策略。同时,通过修改电流参考值
,读者可以尝试不同的控制方案并观察其效果。
4. 应用示例