态空间模型。
[0039] (2)在建立系统离散状态空间模型的基础上，W第一区域子周期个数nl，第二区域 子周期个数n2和第S区域子周期个数n3为控制变量，W子周期数代替占空比作为控制输 入，减小在线计算量。
[0040] (3)W系统输出与期望值之差，开关损耗，频率特性，功率因数的加权值之和为指 标，实现系统的预测优化控制，并在优化过程中加入系统约束条件。
[0041] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描 述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明 中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明保护的范围。
[0042] 实施例1
[0043] 采用采样周期Ts将脉宽周期To划分为To/Ts个子周期，并W子周期Ts建立DC-AC逆变 器的离散时间状态空间模型。To/Ts应为偶数，设为化，数值越大系统精度越高，相应单位时 间内的计算量也越大。
[0044] 图5所示为I扇区的开关切换顺序图，WTs为采样周期进行划分后，系统可分为7个 区域，每个周期采用不同的开关策略。从左往右依次为50,51，52,57,51，52,50，并且每个区 域都由整数个采样周期组成，每个区域采样周期的个数，决定了每个区域的作用时间。
[0045] 在每个区域内系统的具有不同动态，WTs为周期，可建立DC-AC逆变器的离散时间 状态空间模型，如图1所示，
[0046] 第一区域：
[004引第二区域：
[0化0] 第S区域：
[0052] 第四区域模型同第一区域，第五区域同第=区域，第六区域同第二区域，第屯区域 同第一区域，其中，k表示当前子周期，k+1表示下一子周期，isp为电流，isp=id+jiq由两个分 量组成，L为负载电感值，R为负载电阻值，Ts为子采样周期。
[0053] 该模型可W准确反应DC-AC逆变器一个脉宽周期内的模态切换和动态过程，且每 个区域设定为整数个子周期，开关切换(模态切换)仅发生在子周期的开始或结束时刻。避 免了开关切换(模态切换)发生在子周期内部，模态转换过程中，系统模型的不确定性。
[0054] 在此模型的基础上，设定系统在每个脉宽周期内对称，第一区域与第屯区域相等， 第四区域是第一区域的两倍。假设第一区域为nl个子周期，则第屯区域为nl个子周期，则第 四区域为2袖1个子周期；另假设第二区域为n2个子周期，第=区域为n3个子周期，则第五区 域为n3个子周期，第六区域为n2个子周期。可见每个扇区中各脉宽周期内系统动态行为完 全由第一区域子周期个数nl，第二区域子周期个数n2和第=区域子周期个数n3。因此，W每 个扇区内各脉宽周期中每个区域所占子周期个数为控制变量，W系统输出与期望值之差， 开关损耗，频率特性，功率因数的加权值之和为指标，可实现系统的预测优化控制，并且可 在优化过程中增加系统工作电流值，输出电压变化率等约束条件。
[0化5] 实施例2
[0056] W图1所示DC-AC逆变器的空间矢量脉宽调制第II扇区（图3)为例，其子周期划分 与建模方法如下：
[0057] 图6所示为II扇区的开关切换顺序图，WTs为采样周期进行划分后，系统可分为7 个区域，每个周期采用不同的开关策略。从左往右依次为SO，S2，S3，S7，S3，S2，SO，并且每个 区域都由整数个采样周期组成，每个区域采样周期的个数，决定了每个区域的作用时间。 [005引在每个区域内系统的具有不同动态，WTs为周期，可建立DC-AC逆变器的离散时间 状态空间模型，如图1所示，
[0化9] 第一区域：
[0061 ] 第二区域：
[0063] 第S区域：
[0065] 第四区域模型同第一区域，第五区域同第=区域，第六区域同第二区域，第屯区域 同第一区域，其中，k表示当前子周期，k+1表示下一子周期，isp为电流，isp=id+jiq由两个分 量组成，L为负载电感值，R为负载电阻值，Ts为子采样周期。
[0066] 其余扇区由扇区I和II类推。
[0067] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示运些实体或操作之间存 在任何运种实际的关系或者顺序。而且，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为运种过程、方法、物品或者设备 所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个……"限定的要素，并不排除在 包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0068] W上所述仅是本申请的【具体实施方式】，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，运些改进和润饰也应 视为本申请的保护范围。
【主权项】
1. 一种DC-AC逆变器离散控制和预测控制方法，其特征在于，包括： (1) 、建立基本电压空间矢量图，该矢量图构成六边形的三条对角线，所述三条对角线 分隔成6个扇区，在空间矢量脉宽调制的每个扇区内，对脉宽周期进行子周期划分，采用固 定对称的开关切换顺序，以子采样周期对脉宽周期内的系统动态进行离散化，建立DC-AC逆 变器离散状态空间模型； (2) 、以Ts为采样周期进行划分后，扇区内每个脉宽周期可分为7个区域，以第一区域子 周期个数nl，第二区域子周期个数n2和第三区域子周期个数n3为控制变量，以子周期数代 替占空比作为控制输入，减小在线计算量。2. 根据权利要求1所述的DC-AC逆变器离散控制和预测控制方法，其特征在于：以每个 扇区内各脉宽周期中每个区域所占子周期个数为控制变量，以系统输出与期望值之差，开 关损耗，频率特性，功率因数的加权值之和为指标，实现系统的预测优化控制，并且可在优 化过程中增加系统工作电流值，输出电压变化率约束条件。3. 根据权利要求1所述的DC-AC逆变器离散控制和预测控制方法，其特征在于:所述步 骤(2)中，离散状态空间模型满足：第四区域模型同第一区域，第五区域同第三区域，第六区域同第二区域，第七区域同第 一区域，其中，k表示当前子周期，k+Ι表示下一子周期，isp为电流，isp=id+jiq由两个分量组 成，L为负载电感值，R为负载电阻值，1为子采样周期。
【专利摘要】本申请公开了一种DC-AC逆变器离散控制和预测控制方法，其通过对每个扇区内脉宽周期进行子周期划分，可建立系统的离散时间状态空间模型，能够体现DC-AC逆变器内在的混杂特性，可获得脉宽周期内系统模态的切换和状态变化过程，解决了传统控制方案中忽略PWM脉宽周期内系统动态行为的缺点，为预测控制方案设计提供模型基础。
【IPC分类】H02M7/48, H02M7/527, H02M7/5395
【公开号】CN105429493
【申请号】CN201510996778
【发明人】仲兆准, 管淼, 郑洪静
【申请人】苏州大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月28日