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高精度有限控制集模型预测控制在三相三电平NPC逆变器中的应用
Enhanced Accuracy Finite-Control-Set Model-Predictive Control for Three-Phase Three-Level NPC Inverter
Xu Zhang · Zhixun Ma · Xinbo Cai · Xiang Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
本文提出了一种提高精度的有限控制集模型预测控制（FCS - MPC）方法。传统 FCS - MPC 的主要优点是通过统一的代价函数易于实现多目标优化。然而，这种方法存在明显的缺点：开关动作只能在固定位置发生，且可能的开关位置完全由初始开关位置决定。这一方案降低了控制精度。本文提出了一种能够灵活改变开关状态切换位置的 FCS - MPC 方法。该方法不仅提高了逆变器的开关精度，还保留了每个控制周期开关动作不超过一次的特点，因而具备 FCS - MPC 的所有优点。实验验证了所提方法的可行性和优越性...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的增强精度有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）技术对我司三电平NPC逆变器产品线具有重要应用价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心控制算法，该技术直接关系到产品的电能质量、效率和可靠性。 传统FCS-MPC虽然能通过统一代价函数实现多目标优化，但其开关动作只...
基于先进趋近律的卷盘式喷灌机滑模速度控制
An Advanced Reaching Law for Sliding Mode Speed Control of Electric Reel Sprinkler Irrigation Machine
Wei Wang · Abdul Rahim Junejo · Irfan Ahmed Shaikh · Yue Tang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
为实现卷盘式喷灌机电动驱动系统的高精度控制，针对系统存在的非线性摩擦、外部扰动及参数失配问题，提出一种基于先进滑模趋近律（ASMRL）与新型滑模观测器（NSMO）的滑模速度控制方法。通过建立考虑转动惯量与时变负载的数学模型，改进传统终端滑模趋近律，采用幂次分段函数替代符号函数，并引入指数与幂项，加快趋近速度并抑制抖振。理论分析表明ASMRL具有更快收敛性与更强抖振抑制能力。设计NSMO精确估计总扰动并在控制中补偿。实验结果表明，相较传统PI与TSMC方法，ASMC+NSMO将稳态误差分别降低88...
解读: 该先进滑模控制技术对阳光电源电机驱动类产品具有重要应用价值。ASMRL+NSMO方案可直接应用于：1）新能源汽车电机控制器，提升电驱系统在负载突变、参数漂移工况下的速度响应精度与抗扰性能；2）储能系统PCS中的风机/水泵电机控制，降低88%稳态误差可显著提升散热系统效率；3）光伏跟踪支架驱动电机，增...
基于非线性模型预测控制的燃料电池/电池混合动力船舶多目标分层能量管理策略
Multi-objective hierarchical energy management strategy for fuel cell/battery hybrid power ships
Hanyou Liu · Ailong Fan · Yongping Li · Richard Bucknall 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379
摘要 船舶能量管理系统中的能量管理策略与本地控制器相互关联，共同影响混合推进系统的性能。为实现氢燃料电池（FC）与电池混合动力系统的高效运行，本文在对混合动力系统建模与分析的基础上，提出了一种基于非线性模型预测控制（NMPC）的能量管理策略，并设计了动态虚拟阻抗下垂控制器和经典的比例-积分（PI）控制器作为本地控制器。通过采用硬件在环（HiLs）技术，模拟设计的随机负载工况、脉冲负载工况以及实际航行工况，对六种不同的能量管理策略及其与本地控制器协同下的综合性能进行了比较与分析。从能耗、运行压力、...
解读: 该燃料电池/储能混合动力船舶能量管理策略对阳光电源ST系列储能变流器及海事电力系统具有重要借鉴价值。文中NMPC+PI控制架构可应用于PowerTitan储能系统的多能源协调管理,动态虚拟阻抗下垂控制与阳光VSG技术理念契合,可优化GFM/GFL混合并网控制。该策略实现氢耗降低7-40%、运行压力降...
基于分时协同控制的九开关变换器统一电能质量调节器预测直接控制
Predictive Direct Control of Nine-Switch Converter Unified Power Quality Conditioner Based on Time-Sharing Cooperative Control
Guifeng Wang · Yunhui Jiang · Zhan Liu · Yiming Ma 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
为解决传统九开关变换器统一电能质量调节器（NSC - UPQC）间接控制中存在的诸如谐波检测和锁相环（PLL）导致的响应延迟、坐标变换引起的系统耦合以及比例 - 积分（PI）控制器参数整定困难等问题，本文针对NSC - UPQC提出了一种基于分时协同控制（TSCC）的预测直接控制策略。该策略结合了NSC拓扑工作原理，引入了协同控制理念。首先，基于对NSC - UPQC系统结构和运行原理的分析，结合直接控制和有限集模型预测控制原理，在αβ坐标系下建立了UPQC预测直接控制系统的数学模型。此外，采用...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于九开关变换器统一电能质量调节器（NSC-UPQC）的预测直接控制技术具有重要的战略价值。该技术针对传统间接控制方法存在的响应延迟、系统耦合及参数整定困难等问题，提出了时分协同控制的创新方案，这与我司在光伏逆变器和储能系统领域追求高效率、高可靠性的技术路线高度契合。 ...