1.一种多负载柔性感应加热装置,其特征在于,包括多个加热区域,每个加热区域均包括一个加热表面,及设置于所述加热表面下的线圈阵列、整流滤波器、逆变器、MPC控制器及功率控制器,所述整流滤波器的输入端连接市电,所述整流滤波器的输出端连接所述逆变器,所述逆变器的输出端连接所述线圈阵列,所述线圈阵列中的每一个线圈均与一个谐振电容及全控开关器件串联,所述MPC控制器根据线圈电压和谐振电容电压控制所述逆变器的输出电流频率,使所述线圈阵列中的每一个线圈与对应的谐振电容处于谐振状态,所述功率控制器用于根据设定温度控制所述全控开关器件的开关频率;所述MPC控制器通过如下方法实现对所述逆变器的控制:S1:根据线圈的动态微分方程建立预测模型;
S2:利用预测模型对逆变器的输出电流频率进行预测;
S3:以保持线圈和谐振电容谐振为控制目标,构建代价函数J,并求解逆变器输出电流频率的最优解;
S4:MPC控制器依据获得的最优解的电流频率值,控制逆变器的开关频率;
所述S1步骤中的预测模型为:
式中x1为vc+vL,x2为i0,i0为线圈电流,u为所述逆变器的开关频率f,vc为所述谐振电容的电压,vL为所述线圈的电压, Cr为所述谐振电容的电容值,RL为所述线圈和锅的等效电阻,v0为所述逆变器的输出电压;
所述S2步骤中,对预测模型离散化后如下式所示:
x(k+1)=A*x(k)+B*u(k)
并设置预测区间为2,以滚动优化方式进行预测,则可通过下式获得预测序列:X(k)=Mx(k)+CU(k)
式中
所述S3步骤中,利用二次规划的方式构建代价函数J,代价函数J如下式所示:式中 Q、R和F均为权重系数。
2.根据权利要求1所述的多负载柔性感应加热装置,其特征在于,所述线圈为螺线管线圈。
3.根据权利要求1所述的多负载柔性感应加热装置,其特征在于,所述线圈设置于绝缘耐高温层上。
4.根据权利要求1所述的多负载柔性感应加热装置,其特征在于,所述加热表面由钢化玻璃制成。
5.根据权利要求1所述的多负载柔性感应加热装置,其特征在于,所述逆变器为由四个全控开关器件组成的桥式电路,每个所述全控开关器件的两端均并联有伴生二极管。