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一种基于模型无关在线学习的直流/交流逆变器控制策略
A Model-Independent Online Learning-based Control Strategy for DC/AC Inverters
| 作者 | Zifan Lin · Yulin Liu · Wenxiang Du · Qingle Sun · Herbert Ho-Ching Iu · Tyrone Fernando |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2025年9月 |
| 技术分类 | 控制与算法 |
| 技术标签 | 深度学习 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 电力电子逆变器 控制方案 径向基函数神经网络控制器 在线学习 三电平中点钳位逆变器 |
语言:
中文摘要
本文提出了一种用于电力电子逆变器的新型控制方案,该方案采用了由障碍李雅普诺夫函数引导的径向基函数神经网络控制器,具有在线学习和实时应用的特点。与许多现有的基于自适应神经网络的控制器不同,所提出的方法无需了解系统参数,也不需要任何离线训练。控制律完全在线更新,并保证收敛,确保在存在不确定性和干扰的情况下实现有界电流跟踪。其结构简单,计算复杂度极低,使其成为目前适用于实时直流 - 交流逆变器控制的最高效的无模型控制器之一。通过将该控制器应用于三电平中性点钳位逆变器,验证了其有效性和鲁棒性。
English Abstract
This letter proposes a novel control scheme for power electronic inverters using a barrier Lyapunov function guided radial basis function neural network controller, featuring online learning and real-time applicability. Unlike many existing adaptive neural network-based controller, the proposed method requires no knowledge of system parameters and does not require any offline training. The control law is updated entirely online with guaranteed convergence, ensuring bounded current tracking under uncertainties and disturbances. Its simple structure leads to extremely low computational complexity, making it one of the most efficient model-free controller currently applicable to real-time dc–ac inverter control. The effectiveness and robustness of the proposed controller are verified through application to a three-level neutral-point-clamped inverter.
S
SunView 深度解读
从阳光电源的业务视角来看,这篇论文提出的基于径向基函数神经网络的无模型在线学习控制策略具有显著的应用价值。该技术针对DC/AC逆变器控制的核心痛点,通过障碍李雅普诺夫函数引导的实时在线学习机制,实现了无需系统参数知识、无需离线训练的自适应控制,这与我司在光伏逆变器和储能变流器领域追求的高可靠性、强适应性目标高度契合。
该技术的最大价值在于其"模型独立"特性。传统逆变器控制依赖精确的系统参数辨识和建模,但实际应用中电网阻抗变化、器件老化、温度漂移等因素会导致模型失配。该方法通过在线学习机制自适应调整控制律,可显著提升我司产品在复杂电网环境下的鲁棒性,特别适用于弱电网接入、微电网孤岛运行等挑战性场景。论文在三电平NPC拓扑上的验证也与我司中高压产品线的技术路线相符。
从技术成熟度评估,该方法的极低计算复杂度是其突出优势,符合工业级DSP/FPGA平台的实时性要求。但实际产业化仍需关注几个关键问题:一是神经网络初始化策略对暂态性能的影响,二是在极端扰动下的收敛速度验证,三是与现有电网标准(如低电压穿越、频率响应)的兼容性测试。
建议我司技术团队可将此技术作为下一代智能逆变器控制平台的候选方案,优先在储能双向变流器和高压直挂系统中开展原理样机验证,评估其在提升系统自适应能力、降低调试成本方面的实际效益,为产品差异化竞争力构建新的技术护城河。