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电力电子多步有限控制集模型预测控制性能研究
Performance of Multistep Finite Control Set Model Predictive Control for Power Electronics
Tobias Geyer · Daniel E. Quevedo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年3月
本文评估了具有参考跟踪和长预测时域的直接模型预测控制（MPC）性能。以电压源逆变器驱动系统为例，利用改进的球形解码算法高效解决了长时域MPC的优化问题，旨在提升电力电子系统的动态响应与控制精度。
解读: 模型预测控制（MPC）是提升阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能变流器（PCS）动态性能的核心技术之一。长预测时域MPC能显著改善逆变器在弱电网下的电流跟踪精度和抗扰能力。建议研发团队关注文中提到的改进型球形解码算法，以降低高采样频率下的计算负担，从而在现有DSP/FPGA平台上实现更复杂...
基于FPGA的非递归球形解码长时域有限控制集模型预测控制
Long-Horizon Finite-Control-Set Model Predictive Control With Nonrecursive Sphere Decoding on an FPGA
Tinus Dorfling · Hendrik du Toit Mouton · Tobias Geyer · Petros Karamanakos · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
本文提出了一种在FPGA上实现长时域有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）的方法。通过开发一种非递归球形解码算法来求解底层的最小二乘整数规划问题，该算法利用问题结构减少了乘法器需求，能在极短时钟周期内计算出最优解，实现了资源高效的控制方案。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）具有极高的应用价值。FCS-MPC在提升逆变器动态响应速度和电能质量方面表现优异，但计算负担重。本文提出的非递归球形解码算法有效解决了FPGA资源占用与计算延迟的矛盾，使得长时域预测控制在商...
用于长预测时域FCS-MPC的并行球形解码算法
Parallel Sphere Decoding Algorithm for Long-Prediction-Horizon FCS-MPC
Eduardo Zafra · Sergio Vazquez · Carlos Regalo · Vicente Baena Lecuyer 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）在电力电子变换器中应用广泛，但长预测时域带来的计算负担限制了其工程落地。本文提出了一种并行球形解码算法，旨在通过优化搜索策略降低计算复杂度，从而使长预测时域FCS-MPC在实际控制系统中更具可行性。
解读: 该算法直接针对FCS-MPC在长预测时域下的计算瓶颈，对阳光电源的核心产品线具有极高价值。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack系列储能PCS中，采用长预测时域MPC可显著提升动态响应速度和电能质量，特别是在弱电网环境下，能有效提升系统的稳定性。建议研发团队评估该并行球形解码算法...
电力变换器长预测时域有限控制集模型预测控制问题的计算分析
Computational Analysis of the Long Horizon FCS-MPC Problem for Power Converters
Eduardo Zafra · Sergio Vazquez · Tobias Geyer · Ricardo P. Aguilera 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
针对电力变换器的长预测时域有限控制集模型预测控制（LPH-FCS-MPC）问题，本文提出将其重构为盒约束整数最小二乘（ILS）问题。通过球形译码方法求解，无需穷举搜索，从而有效降低了计算复杂度，为高性能电力电子控制提供了新思路。
解读: 该研究直接优化了FCS-MPC算法的计算效率，对阳光电源的核心产品线具有显著价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，采用长预测时域MPC可显著提升动态响应性能和电能质量。通过引入球形译码等高效算法，可以在不增加硬件算力成本的前提下，实现更复杂的控制...
基于球形解码算法的三相两电平四桥臂并网变换器模型预测控制
Model Predictive Control of a Three-Phase Two-Level Four-Leg Grid-Connected Converter Based on Sphere Decoding Method
Bo Long · Tianxu Cao · Wenting Fang · Kil To Chong 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
为优化四桥臂并网变换器的开关频率与电流跟踪性能，本文应用有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）。该方法通过球形解码算法优化代价函数，在考虑电网电流、滤波电容电压及变换器侧电流跟踪的同时，有效平衡了开关频率与控制精度。
解读: 该研究针对四桥臂拓扑的MPC控制算法，对阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）具有重要参考价值。四桥臂结构常用于不平衡负载或特殊电网环境下的并网应用，通过球形解码算法优化FCS-MPC，可显著降低计算复杂度，提升系统动态响应速度。建议研发团队关注该算法在PowerTitan等大功率储能PCS中...