功率變換器和電氣傳動的預測控制

大量的套用實例與案例並給出了套用MATLAB進行案例仿真的例程。

基本介紹

• 中文名：功率變換器和電氣傳動的預測控制
• 作者：（智）Jose Rodriguez
• 譯者：陳一民
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2015年3月
• 頁數：199 頁
• 定價：68.00
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：978-7-111-48714-2
• 叢書名：國際電氣工程先進技術譯叢

內容簡介

在半導體變流技術、電氣傳動與電機拖動領域套用預測控制理論等智慧型控制理論與方法,是對該領域中傳統控制技術手段與方法的巨大變革，代表了這一領域今後控制理論與技術套用的一個發展方向。本書詳細介紹了預測控制理論在電力電子與電氣傳動領域的最新理論發展與技術套用情況，既全面詳細地介紹了此領域基本的理論，同時也包含了較多使用MATLAB編寫的套用示例。本書適合許多類型的讀者，特別是工作在電氣工程領域並對預測控制理論有一定了解的讀者群，包括從事電力電子與電氣傳動的研究人員、工程技術人員、研究生和高年級本科生。

目錄

譯者序

原書序

原書前言

原書致謝

第一部分緒論

第1章緒論1

1.1功率變換器和傳動裝置的套用1

1.2功率變換器的類型3

1.2.1通用傳動系統3

1.2.2功率變換器的分類3

1.3功率變換器和傳動裝置的控制6

1.3.1早期的功率變換器控制6

1.3.2目前的功率變換器控制8

1.3.3控制要求和面臨的挑戰9

1.3.4數字控制平台10

1.4預測控制技術特別適用於電力電子領域的原因11

1.5本書內容11

參考文獻13

第2章功率變換器和傳動裝置的傳統控制方法14

2.1傳統電流控制方法14

2.1.1滯環電流控制14

2.1.2基於脈寬調製或空間矢量調製的線性控制17

2.2傳統電氣傳動裝置控制方法21

2.2.1磁場定向控制22

2.2.2直接轉矩控制23

2.3總結26

參考文獻27

第3章模型預測控制28

3.1功率變換器和傳動裝置的預測控制方法28

3.2模型預測控制的基本原理29

3.3電力電子和傳動裝置的模型預測控制31

3.3.1控制器設計31

3.3.2實現34

3.3.3通用控制方案34

3.4總結35

參考文獻35

第二部分套用於功率變換器的模型預測控制

第4章三相逆變器的預測控制37

4.1引言37

4.2預測電流控制37

4.3代價函式38

4.4變換器模型38

4.5負載模型42

4.6預測的離散時間模型42

4.7工作原理43

4.8預測控制策略實施45

4.9與傳統控制策略進行比較53

4.10總結56

參考文獻56

第5章三相三電平中性點鉗位逆變器的預測控制57

5.1引言57

5.2系統建模57

5.3套用脈寬調製的線性電流控制方法61

5.4預測電流控制方法62

5.5實現64

5.5.1開關頻率降低64

5.5.2電容電壓平衡68

5.6總結70

參考文獻71

第6章有源前端整流器的控制72

6.1引言72

6.2整流器模型74

6.2.1空間矢量模型74

6.2.2離散時間模型76

6.3在有源前端整流器中的預測電流控制77

6.3.1代價函式77

6.4預測功率控制80

6.4.1代價函式和控制方案80

6.5AC-DC-AC變換器的預測控制84

6.5.1逆變器側控制84

6.5.2整流器側控制85

6.5.3控制方案85

6.6總結88

參考文獻88

第7章矩陣變換器的控制90

7.1引言90

7.2系統的模型90

7.2.1矩陣變換器模型90

7.2.2矩陣變換器工作原理92

7.2.3開關的轉換93

7.3經典控制：Venturini方法93

7.4矩陣變換器的預測電流控制96

7.4.1為預測控制產生的矩陣變換器模型96

7.4.2輸出電流控制98

7.4.3在輸入無功功率最小條件下的輸出電流控制99

7.4.4輸入無功功率控制103

7.5結論104

參考文獻104

第三部分套用於電機傳動的模型預測分析

第8章感應電機預測控制105

8.1引言105

8.2感應電機動態模型106

8.3利用預測電流控制對由矩陣變換器供電的感應電機進行磁場定向控制108

8.3.1控制方案108

8.4對由電壓源逆變器供電的感應電機進行預測轉矩控制111

8.5對由矩陣變換器供電的感應電機進行預測轉矩控制115

8.5.1轉矩與磁鏈控制115

8.5.2採用輸入最小化無功功率的轉矩與磁鏈控制117

8.6總結118

參考文獻119

第9章永磁同步電機預測控制121

9.1引言121

9.2電機方程121

9.3採用預測電流控制的磁場定向控制123

9.3.1離散時間模型123

9.3.2控制方案123

9.4預測速度控制126

9.4.1離散時間模型127

9.4.2控制方案127

9.4.3轉子速度估算128

9.5總結130

參考文獻130

第四部分模型預測控制的設計與實現

第10章代價函式的選擇131

10.1引言131

10.2參考跟蹤131

10.2.1示例131

10.3驅動約束條件132

10.3.1開關頻率最小化134

10.3.2開關損耗最小化135

10.4約束條件138

10.5頻譜含量140

10.6總結143

參考文獻144

第11章權重係數設計145

11.1引言145

11.2代價函式分類145

11.2.1未包含權重係數的代價函式146

11.2.2包含次要項的代價函式146

11.2.3包含同等重要項的代價函式147

11.3權重係數調整147

11.3.1包含次要項的代價函式147

11.3.2包含同等重要項的代價函式148

11.4示例149

11.4.1降低開關頻率149

11.4.2降低共模電壓150

11.4.3輸入無功功率降低150

11.4.4轉矩與磁鏈控制151

11.4.5電容電壓平衡155

11.5總結156

參考文獻157

第12章延時補償158

12.1引言158

12.2計算時間導致的延時影響158

12.3延時補償方法160

12.4未來參考值預測164

12.4.1採用外推法的未來參考值計算164

12.4.2採用矢量角補償法的未來參考值計算166

12.5總結168

參考文獻168

第13章模型參數誤差影響169

13.1引言169

13.2三相逆變器169

13.3採用脈寬調製的比例積分控制器170

13.3.1控制方案170

13.3.2模型參數誤差影響170

13.4採用脈寬調製的無差拍控制171

13.4.1控制方案171

13.4.2模型參數誤差影響172

13.5模型預測控制173

13.5.1負載參數變化影響173

13.6比較結果174

13.7總結179

參考文獻179

附錄180

附錄A預測控制仿真——三相逆變器180

A.1三相逆變器的預測電流控制180

A.1.1仿真參數的定義183

A.1.2預測電流控制的MATLAB代碼184

附錄B預測控制仿真——由兩電平逆變器驅動的感應電機的轉矩控制186

B.1預測轉矩控制仿真參數的定義189

B.2預測轉矩控制仿真的MATLAB代碼190

附錄C預測控制仿真——矩陣變換器192

C.1直接矩陣變換器的預測電流控制192

C.1.1仿真參數的定義194

C.1.2具有瞬時無功功率最小化的預測電流控制的MATLAB代碼196