1.一种单相逆变器的改进模型预测控制方法,其特征在于:所述模型预测控制方法通过在采样周期内设置多个控制时刻来控制单相逆变器的输出;在每个采样周期内,首先对输出电流进行采样得到实际电流值,以实际电流值作为反馈量,预测下一个控制时刻在不同的电压状态下的输出电流值,得到下一控制时刻的预测电流值;然后通过对下一控制时刻预测电流值进行遍历,确定与参考电流最接近的电压状态作为单相逆变器在该控制时刻的输出;
在该采样周期的第二个控制时刻,以当前时刻的预测电流值作为电流的反馈量,预测下一个控制时刻在不同的电压状态下的输出电流值,得到下一控制时刻的预测电流值;然后通过对下一控制时刻的预测电流值进行遍历,确定与参考电流最接近的电压状态作为单相逆变器在第二个控制时刻的输出,以此类推,直至下一个采样周期。
2.根据权利要求1所述的一种单相逆变器的改进模型预测控制方法,其特征在于:所述单相逆变器的每个控制时刻在进行模型预测控制时,具体执行以下步骤:步骤1、确定当前控制时刻的反馈量;
将当前控制时刻记为第K个控制时刻,根据采样周期内执行的控制次数N,计算第K个控制时刻所处的采样周期k,以及第K个控制时刻在采样周期k内的控制时刻l,具体如下:其中,mod(K,N)表示求K除以N的整数值,rem(K,N)表示取余运算,l是自然数且l≤N;
当K能够被N整除余1,则第K个控制时刻的反馈量等于该控制时刻采样值;在其他时刻,反馈量等于在该时刻的预测值,表达式如下:其中,if(k,l)表示单相逆变器第k个采样周期第l个控制时刻的反馈量;i(k,l)表示单相逆变器第k次采样周期内第l次控制时刻的实际电流值; 表示单相逆变器第k个采样周期第l个控制时刻的预测电流值;
步骤2、根据当前控制时刻的反馈量,预测下一控制时刻在不同的电压输出状态下的电流值,得到下一控制控制时刻的预测电流值,具体如下:其中, 为第K+1控制时刻在输出状态S1的预测电流值, 为第K+1
控制时刻在输出状态S2的预测电流值, 为第K+1控制时刻在输出状态S3的预测电流值,Tc表示控制周期,Ug(K)为单相逆变器在第K个控制时刻的反向电动势,Vdc为单相逆变器直流端的电压;
步骤3、计算不同输出状态下的标量函数值J(K)|S1,J(K)|S2和J(K)|S3,其表达式如下:其中,i*(K+1)为的第K+1控制时刻的输出电流的参考值;
步骤4、比较标量函数J(K)|S1,J(K)|S2和J(K)|S3的大小,选择最小值J(K)|Sm,m∈{1,2,
3};若m=1,则第K个控制时刻的逆变器输出为状态S1;若m=2,则第k个控制时刻的逆变器输出为状态S2;若以上皆非,选用状态S3作为逆变器的输出;同时,记第K+1个控制时刻的预测电流值
3.根据权利要求1所述的一种单相逆变器的改进模型预测控制方法,其特征在于:所述采样周期内执行的控制次数N=fc/fs,其中,fc为单相逆变器的控制频率,fs为单相逆变器的采样频率,N为大于1的自然数,其取值范围为2-5。
4.根据权利要求3所述的一种单相逆变器的改进模型预测控制方法,其特征在于:所述单相逆变器的采样频率fs为10kHz到20kHz。