東北電力大學孟凡麗獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉東北電力大學申請的專利一種用于CETDC的無模型預測控制方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120280917B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510765576.5,技術領域涉及:H02J3/00;該發明授權一種用于CETDC的無模型預測控制方法是由孟凡麗;張偉;王承旭;劉鴻鵬;張書鑫設計研發完成,并于2025-06-10向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種用于CETDC的無模型預測控制方法在說明書摘要公布了:本發明適用于電力電子變換器控制技術領域,提供了一種用于CETDC的無模型預測控制方法,包括以下步驟:分析CETDC的拓撲結構,推導出CETDC的數學模型,根據CETDC的數學模型建立其超局部模型;通過構建NESO來估計系統狀態及擾動,并將擾動進行前饋補償,對控制器參數進行設計選擇,通過觀測值計算最終參考信號;根據Lyapunov函數法對觀測器進行穩定性分析,并對控制器進行延遲補償。該方法只使用系統的輸入和輸出,而不考慮系統的任何參數。減少了調諧工作量和計算時間,同時在降低跟蹤誤差、動態超調及減少系統經歷的暫態時間取得了更好的性能,提高了系統的魯棒性。
本發明授權一種用于CETDC的無模型預測控制方法在權利要求書中公布了:1.一種用于CETDC的無模型預測控制方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1:分析CETDC的拓撲結構,推導出CETDC的數學模型,根據CETDC的數學模型建立其超局部模型,并分析CETDC傳統無模型預測控制方法; 步驟2:通過構建NESO以估計系統狀態及擾動,并對擾動進行前饋補償,對控制器參數進行設計選擇,通過觀測值計算最終參考信號; 步驟3:根據Lyapunov函數法對觀測器進行穩定性分析,并對控制器進行延遲補償; 所述步驟1以下具體步驟: 步驟1.1:CETDC數學模型推導及超局部模型構建; 步驟1.2:CETDC傳統無模型預測控制方法分析; 所述步驟1.1包括以下具體步驟: CETDC的拓撲結構包括三相相同的結構,j=a,b,c,每相儲能橋臂包括換流閥、N個半橋子模塊、一個緩沖電感L及其寄生電阻R串聯組成;其中,換流閥由數個晶閘管及反并聯二極管串聯組成; UH代表高壓側的直流電壓,UL代表低壓側的直流電壓;IH代表高壓側的直流電流,IL代表低壓側的直流電流;iHj代表各相的高壓側電流,iLj代表各相的低壓側電流;iPj代表各相儲能橋臂電流,uPj代表各相儲能橋臂電壓; 在CETDC的單相結構中,功率由高壓側傳向低壓側,在a相中,N為儲能橋臂投入的子模塊個數;UC為單個子模塊電容電壓;S1、S2為換流開關; 當儲能橋臂并聯至高壓側時,拓撲的回路方程如式1所示: 同理,當儲能橋臂并聯至低壓側時,拓撲的的回路方程如式2所示: 結合式1和式2得到CETDC的平均狀態方程如式3所示: 其中,S=1,0為開關函數,S1開通時S=1,S2開通時S=0;sign·為符號函數; 單輸入單輸出系統的一階超局部模型如式4所示: 其中,u為控制變量;y為輸出變量;α為系統輸入的非物理比例系數;F表示系統的已知部分和未知擾動部分; 根據式4,CETDC的超局部模型如式5所示: 其中,Fa為系統a相的已知部分以及未知部分,G為擾動的微分; 所述步驟1.2包括以下具體步驟: 基于式5所示CETDC的超局部模型,得出比例積分型無模型控制器,控制率如式6所示: (6) 其中,y*為系統輸出的參考值;為F的估計值;Kp為比例系數;Ki為積分系數;e=y*-y,為系統的跟蹤誤差; 令式6中Ki=0即可獲得比例型無模型控制器,控制率如式7所示: 基于超局部模型的無模型控制原理應用于CETDC的電流控制,相應的控制器稱為常規無模型預測電流控制;三相靜止參考系中的橋臂電壓參考信號計算如式8-10所示: 其中,下標“a、b、c”表示abc三相分量;上標“*”表示參考值。
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