电工技术学报  2022, Vol. 37 Issue (8): 2040-2050    DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.210420
电力电子 |
基于动态事件触发的Vienna整流器模型预测控制
周运红1, 张爱民1, 黄晶晶1, 杜羽东1, 张蕾2
1.西安交通大学自动化科学与工程学院 西安 710049;
2.西安工程大学电子信息学院 西安 710049
Dynamic Event-Triggered Model Predictive Control for Vienna Rectifier
Zhou Yunhong1, Zhang Aimin1, Huang Jingjing1, Du Yudong1, Zhang Lei2
1. School of Automation Science and Engineering Xi'an Jiaotong University Xi'an 710049 China;
2. School of Electronic Information Xi'an Polytechnic University Xi'an 710049 China
全文: PDF (11420 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 为了解决直流充电系统中应用于Vienna整流器的有限控制集-模型预测控制(FCS-MPC)方法占用过多计算资源、影响系统性能的问题,该文提出一种结合动态事件触发规则的模型预测控制(DET-MPC)策略。该方法实时检测系统数据并计算状态误差,只有当系统状态满足事件触发条件时,才更新系统采样数据并进行下一步的模型预测控制计算,否则将保持原有开关状态以减少计算负担;通过在事件触发条件中引入动态变量,使得系统状态发生变化时,能快速调节事件触发条件,以保证系统稳态性能。为了验证所提DET-MPC方法,进行了实验对比分析,结果表明,所提方法能在保证系统性能的前提下能有效减少计算负担,降低开关损耗,提高系统效率,并且在各系统状态变化后有较好的稳态性能。
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周运红
张爱民
黄晶晶
杜羽东
张蕾
关键词 Vienna整流器模型预测控制动态事件触发直流充电系统    
Abstract:A dynamic event-triggered model predictive control (DET-MPC) strategy is proposed for the Vienna rectifier in the DC charging system. In the proposed method, the MPC scheme is carried out only when the event-triggered condition of the system is met. Otherwise, the switch state signal is held to reduce the calculation burden. Meanwhile, a dynamic function is introduced into the event-triggered condition to guarantee the steady-state performance of the system. Compared with the conventional finite control set model predictive control, the DET-MPC has advantages of less computational burden and less switching losses, while ensuring satisfactory regulation performance. The experimental results in the three-phase Vienna rectifier from the comparison with FCS-MPC demonstrate the effectiveness of the proposed DET-MPC method.
Key wordsVienna rectifier    model predictive control    dynamic event-triggered    DC charge system   
收稿日期: 2021-03-28     
PACS: TM461  
基金资助:国家重点研发计划(2016YFF0201205)、四川省科技计划(2021YJ0490)和陕西省技术创新引导计划(2020TG-011)资助项目
通讯作者: 张爱民 女,1962年生,教授,主要研究方向为新能源控制技术、网络化控制系统、自适应鲁棒控制理论及其在柔性输配电系统中的应用。E-mail: zhangam@mail.xjtu.edu.cn   
作者简介: 周运红 男,1994年生,博士研究生,研究方向为大功率机车充电系统中高性能Vienna整流器关键控制方法。E-mail: zhouyunhong1234yy@126.com
引用本文:   
周运红, 张爱民, 黄晶晶, 杜羽东, 张蕾. 基于动态事件触发的Vienna整流器模型预测控制[J]. 电工技术学报, 2022, 37(8): 2040-2050. Zhou Yunhong, Zhang Aimin, Huang Jingjing, Du Yudong, Zhang Lei. Dynamic Event-Triggered Model Predictive Control for Vienna Rectifier. Transactions of China Electrotechnical Society, 2022, 37(8): 2040-2050.
链接本文:  
https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.210420          https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2022/V37/I8/2040