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个体工商户可以备案哪些网站,一般网站的费用,公司网络营销的方案,网页回合制游戏排行榜结合模型预测#xff08;MPC#xff09;的虚拟同步机控制#xff08;VSG#xff09;-MATLAB/simulink仿真 等效直流电源#xff0c;三相全桥逆变#xff0c;LC型滤波器#xff0c;并网运行 单步模型预测控制#xff0c;虚拟同步机控制 用模型预测模块代替电压电流内环MPC的虚拟同步机控制VSG-MATLAB/simulink仿真 等效直流电源三相全桥逆变LC型滤波器并网运行 单步模型预测控制虚拟同步机控制 用模型预测模块代替电压电流内环取消了锁相环 附带单步模型预测讲解视频 附带原理论文在电力电子与电力系统领域如何实现高效稳定的并网运行一直是研究热点。今天咱们来唠唠结合模型预测MPC的虚拟同步机控制VSG以及基于 MATLAB/Simulink 的仿真实现。系统架构基础整个系统主要基于等效直流电源通过三相全桥逆变电路将直流电转换为交流电再经过 LC 型滤波器进行滤波处理最终实现并网运行。这一套流程是整个系统能正常工作的基石。三相全桥逆变电路三相全桥逆变电路在 MATLAB/Simulink 中搭建并不复杂。简单来说它就是通过控制不同桥臂的开关管通断将直流电源转换为三相交流输出。下面简单示意一下其在 Simulink 中的搭建思路代码示意非实际完整代码% 创建三相全桥逆变模块 inverter powergui(Powergui); inverter.type Full - Bridge Inverter; inverter.phase 3;这里我们通过powergui模块来构建三相全桥逆变模块设定其类型为全桥逆变相数为三相。三相全桥逆变的关键在于精确控制各桥臂开关管的导通与关断时间以此来产生期望的交流波形。LC 型滤波器LC 型滤波器主要用于滤除逆变输出中的高次谐波让输出更接近理想正弦波。在 Simulink 中搭建 LC 滤波器也比较直观% 创建 LC 滤波器模块 LC_filter seriesRLC(Series RLC Branch); LC_filter.R 0; % 电阻设为 0 LC_filter.L 0.001; % 电感值 1mH LC_filter.C 10e - 6; % 电容值 10uF这里构建了一个简单的 LC 滤波器电阻设为 0电感 1mH电容 10uF 。LC 滤波器利用电感对高频电流的阻碍作用和电容对高频电压的旁路作用有效地减少了输出电压中的谐波成分。控制策略核心单步模型预测控制与虚拟同步机控制单步模型预测控制MPC传统的并网控制中电压电流内环是重要组成部分。但在咱们这个系统里采用了单步模型预测控制模块来代替电压电流内环并且还取消了锁相环这可大大简化了系统结构同时提升了系统性能。单步模型预测控制简单讲就是基于系统当前的状态预测下一个控制周期的系统输出并通过优化目标函数选择最优的控制量。给大家看段伪代码感受下% 假设系统状态方程 x(k 1) Ax(k) Bu(k) % y(k) Cx(k) 为输出方程 % 预测时域 Np控制时域 Nc A [1 0.1; 0 1]; % 系统矩阵 A B [0.01; 0.1]; % 输入矩阵 B C [1 0]; % 输出矩阵 C x [0; 0]; % 初始状态 u_opt 0; % 初始最优控制量 for k 1:simulation_time for i 1:Np if i Nc % 预测系统状态 x_pred(:, i) A * x B * u(:, i); % 预测输出 y_pred(:, i) C * x_pred(:, i); else x_pred(:, i) A * x_pred(:, i - 1); y_pred(:, i) C * x_pred(:, i); end end % 计算目标函数寻找最优控制量 cost Inf; for j 1:length(u_candidates) u_temp u_candidates(j); x_temp x; y_temp 0; for i 1:Np if i Nc x_temp A * x_temp B * u_temp; y_temp C * x_temp; else x_temp A * x_temp; y_temp C * x_temp; end % 计算目标函数值 J sum((y_ref - y_temp).^2); if J cost cost J; u_opt u_temp; end end end % 应用最优控制量 u(:, 1) u_opt; x A * x B * u_opt; end在这段伪代码里我们先定义了系统的状态方程矩阵A、输入矩阵B和输出矩阵C。然后在每个控制周期k里通过循环预测未来Np个时刻的系统状态和输出这里分控制时域Nc内和控制时域外两种情况计算预测值。接着遍历所有可能的控制量候选值ucandidates计算每个候选值下的目标函数值J这里以输出与参考值的误差平方和作为目标函数寻找使目标函数最小的最优控制量uopt最后将最优控制量应用到系统中更新系统状态。这就是单步模型预测控制在代码层面的一个大致实现思路。虚拟同步机控制VSG虚拟同步机控制模仿传统同步发电机的运行特性让逆变器具备类似同步发电机的惯性和阻尼特性提高系统稳定性。它在整个系统中就像是一个稳定器保障系统在各种工况下都能平稳运行。虽然这里没有具体代码展示但要知道它和单步模型预测控制相辅相成共同作用于系统。福利时间为了让大家更好地理解单步模型预测控制我还准备了一个单步模型预测讲解视频大家可以在[视频链接]观看。同时关于整套系统的原理论文也放在了[论文链接]感兴趣的小伙伴可以深入研读。通过结合模型预测MPC的虚拟同步机控制VSG并在 MATLAB/Simulink 中进行仿真我们为高效稳定的并网运行提供了一种创新且有效的解决方案。希望这篇博文能给相关领域的朋友们带来一些启发和帮助。