级联式双向DC-DC变换器的模型预测控制

摘要

级联式双向DC-DC变换器具有结构简单、功率密度高且适用于大变比变换场合等优点,但其传统的双闭环控制方法中,控制结构复杂,PI参数设置困难。据此引入模型预测控制（MPC）思想对级联式双向DC-DC变换器进行控制。模型预测控制具有控制思想简单、易于包含系统的约束条件及控制器易于实现等优点,该控制策略包括建立变换器模型和其可能的开关状态、定义代价函数两个步骤。本文对级联式双向DC-DC变换器的模型预测控制进行仿真分析和实验验证。同时,将其与传统双闭环控制方法进行实验对比,实验结果显示,模型预测控制方法能够使母线电压准确追踪给定值,与传统双闭环控制相比,动态过程中母线电压的超调减小6.25%左右,变换器的动态响应时间减少0.3s。由此证明所提出模型预测控制方法的可行性及有效性。