基于遺傳算法的雙級矩陣變換器預(yù)測控制策略研究.pdf

1、雙級矩陣變換器(Two-stage Matrix Converter,TSMC)不僅具有常規(guī)矩陣變換器(Conventional Matrix Converter,CMC)所有如輸入功率因數(shù)可控、輸入輸出電流正弦、能量可以雙向流動等優(yōu)點(diǎn)外，它還克服了CMC換流控制復(fù)雜等缺點(diǎn)，成為一種新型“綠色”變換器。
　　TSMC結(jié)構(gòu)共分為整流和逆變兩級，這兩個(gè)部分之間存在互相耦合影響問題，TSMC調(diào)制策略是一種近似開環(huán)控制，無法消除這種耦合影

2、響，使TSMC輸入與輸出側(cè)之間仍存在相互影響，同時(shí)一旦TSMC系統(tǒng)受到外部干擾，輸入輸出性能也會受到擾動影響，惡化其性能。
　　預(yù)測控制策略是TSMC的一種新型控制策略，消除了傳統(tǒng)空間矢量調(diào)制策略下的TSMC兩級耦合影響問題。但由于復(fù)雜的計(jì)算邏輯和簡單的尋優(yōu)算法會導(dǎo)致該策略尋優(yōu)環(huán)節(jié)存在計(jì)算偏差，并不能輸出最優(yōu)開關(guān)狀態(tài)獲得最佳性能。針對此問題，本文結(jié)合遺傳算法對預(yù)測控制下尋優(yōu)算法進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)TSMC預(yù)測控制策略優(yōu)化。利用TSMC離

3、散的數(shù)學(xué)模型和48種開關(guān)狀態(tài)，以輸出電流和輸入無功功率為控制目標(biāo)來確定功能函數(shù)，利用遺傳算法對控制對象的預(yù)測值進(jìn)行尋優(yōu)，直接確定出最合理開關(guān)狀態(tài)應(yīng)用于下一個(gè)采樣時(shí)刻，迫使系統(tǒng)輸出電流完全跟蹤參考電流同時(shí)使輸入無功幾乎為零，消除了傳統(tǒng)尋優(yōu)算法導(dǎo)致的誤差，優(yōu)化了輸入輸出性能。
　　為了驗(yàn)證文中所提方案的可行性，用仿真和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了方案驗(yàn)證。搭建了以FPGA為控制核心的實(shí)驗(yàn)平臺，設(shè)計(jì)了軟件算法及硬件電路。由試驗(yàn)結(jié)果知，采用遺傳算法優(yōu)化后的