在步骤3)中建立的基本有限集模型预测控制方法的基础上，用步骤11)计算 出的死区开关状态及其作用时间代替原来的死区开关状态和固定的死区时间，从而动态调 整死区状态等效电压矢量的作用时间，用步骤11)计算出的欲输出的开关状态及其作用时 间作为插入死区开关状态之后欲输出的开关状态，输出控制变流器，然后进入下一个控制 周期，如此循环，从而实现对变流器电流的高精度逆变控制。
[0022] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0023] 1、在传统逆变器控制算法的基础上，对死区时间进行灵活调整，具有更高的逆变 控制精度；
[0024] 2、转变了传统被动补偿死区误差的思路，积极主动利用换流时产生的死区等效电 压矢量参与代价函数寻优，使得死区时间变成提高逆变精度的积极有利因素。
【附图说明】
[0025] 图1为三相两电平电压型逆变器带R-L负载拓扑结构图；
[0026] 图2为死区状态等效电压矢量作用下的输出电流变化；
[0027] 图3为基本的有限集模型预测控制方法的电流跟踪效果（无死区时间）；
[0028] 图4为死区时间可变的有限集模型预测控制方法的电流跟踪效果。
【具体实施方式】
[0029] 以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。
[0030] 下面以被控对象为三相两电平电压型逆变器带阻感负载为例，基于有限集模型预 测控制方法，对本发明涉及的一种死区时间可变的逆变器控制方法做出详细说明，其具体 实施方法如下：
[0031] 1、建立三相两电平电压型逆变器的数学模型。如图1为三相两电平电压型逆变器 带阻感负载的拓扑结构图，Ud。表示直流侧电压，S S 6表示带有反并联二极管的开关管，L 和R表示三组参数相同的负载电阻和电感，SA，SB，\为三个桥臂的开关状态。根据逆变器的 拓扑结构，建立系统的数学模型，并进行离散化以满足数字芯片的特点。暂不考虑死区时， 三相逆变器的离散化模型方程可以表示为：
【主权项】
1. 一种死区时间可变的逆变控制方法，其特征在于包括以下步骤： 1) 根据被控变流器的拓扑结构及其负载，建立数学模型方程； 2) 构建模型参数在线辨识算法，自动辨识并修正系统的参数； 3) 在已建立的系统数学模型基础上，运用有限集模型预测控制方法，对被控变流器建 立基本的电流预测跟踪控制，并根据功率开关管的延时特性，在每个开关状态切换过程中， 插入固定的开关切换次数最少的死区开关状态和持续时间，防止逆变桥臂直通短路； 4) 建立前后控制周期内，每次开关状态切换过程中，允许插入的所有死区开关状态和 插入死区前后开关状态的之间的函数关系式； 5) 根据感性负载开关切换过程中，桥臂产生的自然换流规律，计算死区状态等效电压 矢量； 6) 根据开关管性能、电感、电阻、电流等参数计算每个控制周期中，死区状态等效电压 矢量持续时间的上下限值； 7) 构建死区等效电压矢量作用结束时跟踪误差和欲输出开关状态对应的电压矢量作 用结束时跟踪误差的综合代价函数，利用综合代价函数，计算出每种开关状态组合下每个 控制周期里插入死区开关状态的最优作用时间，并利用步骤6)计算出的时间上下限进行 约束； 8) 利用每个控制周期时间固定的原则，用固定的控制周期时间减去死区开关状态的作 用时间求得欲切换的开关状态对应的电压矢量的作用时间； 9) 将步骤7)计算的死区开关状态的作用时间，代回到该综合代价函数中，计算出综合 跟踪控制误差值； 10) 利用变流器开关状态有限的特点，将所有可能的开关状态作为欲切换的开关状态， 并与步骤4)和5)计算出的所有允许插入的死区开关状态及死去状态等效电压矢量进行组 合，用遍历法遍历所有组合，并代入步骤6)、7)和8)计算出相应的时间值，然后代入步骤9) 中构建的综合代价函数中，从而预测出所有组合的综合跟踪控制误差值； 11) 根据步骤10)预测出的所有组合的综合跟踪控制误差值，选取综合跟踪控制误差 值最小的开关状态组合作为当前控制周期里插入的死区开关状态和欲输出的开关状态，根 据步骤7)计算出当前控制周期里死区开关状态的作用时间，根据步骤8)计算出当前控制 周期里欲输出的开关状态的作用时间； 12) 在步骤3)中建立的基本有限集模型预测控制方法的基础上，用步骤11)计算出的 死区开关状态及其作用时间代替原来的死区开关状态和固定的死区时间，从而动态调整死 区状态等效电压矢量的作用时间，用步骤11)计算出的欲输出的开关状态及其作用时间作 为插入死区开关状态之后欲输出的开关状态，输出控制变流器，然后进入下一个控制周期， 如此循环，从而实现对变流器电流的高精度逆变控制。
2. 如权利要求1所述一种死区时间可变的逆变控制方法，其特征在于在步骤2)中，所 述参数包括但不限于电阻、电感、感应电势。
【专利摘要】一种死区时间可变的逆变控制方法，涉及变流器的逆变控制。利用逆变器桥臂插入不同死区开关状态时引起换流而产生的各种死区状态等效电压矢量的规律，在每个控制周期里，综合选择最优死区开关状态，并计算死区状态等效电压矢量，然后通过动态调整死区状态等效电压矢量和本控制周期欲输出电压矢量的作用时间分配，实现每个控制周期中，从单电压矢量输出变为双电压矢量积分合成输出，在利用有限集模型预测控制的原理，构建有限个积分合成输出的最优选择策略，从而实现变流器高精度的逆变控制。转变了传统被动补偿死区误差的思路，积极主动利用换流时产生的死区状态等效电压矢量参与代价函数寻优，使得死区时间变成提高逆变精度的积极有利因素。
【IPC分类】H02M1-38, H02M7-5387
【公开号】CN104779830
【申请号】CN201510209768
【发明人】薛文东, 郑艺玲, 郑文楷, 洪永强, 李钷
【申请人】厦门大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月29日