CN115473440A - 面向双有源桥dcdc变换器的模型预测控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法，包括采集某一时刻变换器的直流母线电压；基于直流母线电压计算当前时刻变换器的负载电流和平均输出电流；将上一时刻计算得到的预测直流母线电压赋给当前时刻的预测直流母线电压，并计算下一时刻用于计算移相角变化量的预测直流母线电压；基于当前时刻的预测直流母线电压计算当前时刻的移相角变化量；根据移相角变化量和基于上一时刻的预测直流母线电压预设的多个备选预测直流母线电压得到当前时刻变换器的移相角，更新移相角。本发明可以有效抑制输出电压中的高次谐波干扰，提升输出波形质量，改善系统的动态特性，被应用于需要长期带脉冲负载的直流微电网中。
Description
技术领域
本发明涉及DCDC变换器控制技术领域，尤其是指一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法及系统。
背景技术
在电力电子变换器领域，随着全球能源危机的不断加剧，新能源并网发电的趋势日益增长，带动了直流微电网技术的发展。双有源桥(DAB,Dual Active Bridge)隔离式DCDC变换器以其电压变换范围广，电气隔离，控制方式简便的优点被广泛应用于直流储能系统。双有源桥隔离式DCDC变换器的主要控制方法有单移相(SPS,Single Phase Shift)控制，双移相(DPS,Dual Phase Shift)控制和三移相(TPS,Triple Phase Shift)控制，其中单移相控制以其单维度控制，控制方式简便的优点被广泛应用于工程领域，而双移相和三移相控制的控制维度分别为双维度和三维度，其能有效抑制双有源桥变换器的回流功率，提升系统的效率，被应用于大功率能源变换的场景。目前双有源桥变换器主流的控制策略为基于PI控制的电压闭环控制、电压外环电流内环控制、电压外环功率内环控制和电流前馈控制等，为了满足输出波形质量的要求，通常需要单独调节电流或功率内环的PI参数及电压外环的PI参数，其成本较大，在此控制策略下的双有源桥DCDC隔离式变换器在应对脉冲负载时容易出现输出直流电压包含谐波含量大，波形质量不佳的问题。
因此，迫切需要提出一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法来解决上述存在的问题。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术存在的问题，提出一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法及系统，其可以有效抑制输出电压中的高次谐波干扰，提升输出波形质量，改善系统的动态特性，可以被应用于需要长期带脉冲负载的直流微电网中。
为解决上述技术问题，本发明提供一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法，包括以下步骤：
S101：采集某一时刻双有源桥DCDC变换器的直流母线电压；
S102：基于所述直流母线电压计算当前时刻双有源桥DCDC变换器的负载电流，并计算当前时刻双有源桥DCDC变换器的平均输出电流；
S103：将上一时刻计算得到的预测直流母线电压赋给当前时刻的预测直流母线电压，并基于当前时刻双有源桥DCDC变换器的平均输出电流和负载电流计算下一时刻用于计算移相角变化量的预测直流母线电压；
S104：基于当前时刻的预测直流母线电压计算当前时刻的移相角变化量；
S105：根据移相角变化量和基于上一时刻的预测直流母线电压预设的多个备选预测直流母线电压得到当前时刻双有源桥DCDC变换器的移相角，并更新移相角。
在本发明的一个实施例中，在S102中，基于所述直流母线电压计算当前时刻双有源桥DCDC变换器的负载电流的方法包括：
负载电流的计算公式如下：
式中，iLoad表示负载电流，VBUS表示直流母线电压，k表示时刻，RLoad表示负载阻值。
在本发明的一个实施例中，在S102中，计算当前时刻双有源桥DCDC变换器的平均输出电流的方法包括：
由单移相控制下双有源桥DCDC变换器的输出功率公式推导得到平均输出电流的公式如下：
式中，VBAT表示电池电压，fs表示控制频率，L表示辅助电感感值，D表示移相角。
在本发明的一个实施例中，在S103中，基于当前时刻双有源桥DCDC变换器的平均输出电流和负载电流计算下一时刻用于计算移相角变化量的预测直流母线电压的方法包括：
双有源桥DCDC变换器中的电感不作为储能器件，即状态变量只有电容电压，其节点电流方程为：
式中，COut表示输出电容容值，VBUS表示直流母线电压，iBUS表示平均输出电流，iLoad表示负载电流；
对节点电流方程进行离散化处理，得
对该式进行迭代，得到下一时刻预测直流母线电压的公式如下：
式中，fs表示控制频率。
在本发明的一个实施例中，在S104中，基于当前时刻的预测直流母线电压计算当前时刻的移相角变化量的方法包括：
建立从电压变化量到移相角变化量的传递公式如下：
式中，VΔ表示电压变化量，VBusRef表示直流母线电压参考值，Vm表示饱和电压值，ΔD表示移相角变化量，Δf表示频率系数，λ为电压变化量至移相角变化量的增益。
在本发明的一个实施例中，在S105中，基于上一时刻的预测直流母线电压预设多个备选预测直流母线电压的方法包括：
将当前时刻的预测直流母线电压加减电压变化量，得到两个备选预测直流母线电压，将两个备选预测直流母线电压和当前时刻的预测直流母线电压作为三个备选预测直流母线电压。
在本发明的一个实施例中，在S105中，根据移相角变化量和多个备选预测直流母线电压得到当前时刻双有源桥DCDC变换器的移相角的方法包括：
定义损失函数如下：
cf＝α1G1+α2G2
式中，G1和G2表示损失函数组成部分，α1和α2表示权重系数，cf表示损失函数值；
将三个备选预测直流母线电压代入损失函数，并选取使得损失函数最小的备选预测直流母线电压对应的移相角，该移相角即为当前时刻双有源桥DCDC变换器的移相角。
此外，本发明还提供一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制系统，包括：
电压采集模块，其用于采集某一时刻双有源桥DCDC变换器的直流母线电压；
电流计算模块，其用于基于所述直流母线电压计算当前时刻双有源桥DCDC变换器的负载电流，并计算当前时刻双有源桥DCDC变换器的平均输出电流；
预测电压计算模块，将上一时刻计算得到的预测直流母线电压赋给当前时刻的预测直流母线电压，所述预测电压计算模块用于基于当前时刻双有源桥DCDC变换器的平均输出电流和负载电流计算下一时刻用于计算移相角变化量的预测直流母线电压；
移相角变化量计算模块，其用于基于当前时刻的预测直流母线电压计算当前时刻的移相角变化量；
移相角更新模块，其用于根据移相角变化量和基于上一时刻的预测直流母线电压预设的多个备选预测直流母线电压得到当前时刻双有源桥DCDC变换器的移相角，并更新移相角。
在本发明的一个实施例中，所述移相角变化量计算模块基于当前时刻的预测直流母线电压计算当前时刻的移相角变化量，包括：
建立从电压变化量到移相角变化量的传递公式如下：
式中，VΔ表示电压变化量，VBusRef表示直流母线电压参考值，Vm表示饱和电压值，ΔD表示移相角变化量，Δf表示频率系数。
在本发明的一个实施例中，所述移相角更新模块根据移相角变化量和多个备选预测直流母线电压得到当前时刻双有源桥DCDC变换器的移相角，包括：
定义损失函数如下：
cf＝α1G1+α2G2
式中，G1和G2表示损失函数组成部分，α1和α2表示权重系数，cf表示损失函数值；
将三个备选预测直流母线电压代入损失函数，并选取使得损失函数最小的备选预测直流母线电压对应的移相角，该移相角即为当前时刻双有源桥DCDC变换器的移相角。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所提出的一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法，其可以有效抑制输出电压中的高次谐波干扰，提升输出波形质量，改善系统的动态特性，可以被应用于需要长期带脉冲负载的直流微电网中。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明所应用电路拓扑结构图。
图2为本发明所提供的一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法的流程示意图。
图3为本发明方法与传统PI控制方法关于输出电压的对比图，其中本发明方法为图左，传统PI控制方法为图右。
图4为本发明方法与传统PI控制方法关于负载电流的对比图，其中本发明方法为图左，传统PI控制方法为图右。
图5为本发明方法输出电压傅里叶分析示意图。
图6为传统PI控制方法输出电压傅里叶分析示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明所应用电路拓扑结构图可以如图1所示，该拓扑由两个对称的H桥，高频隔离变压器和输入输出电容组成，前级H桥的电源通常为储能电池，其两端连接滤波电容，前级H桥的输出连接高频变压器，在输出中大功率的场合前级限流电感可以用变压器漏感代替。不同于图1，在小功率的应用场合前级H桥需要连接限流电感。变压器副边输出连接后级H桥，后级H桥输出连接滤波电容，最后连接负载。设变压器原边H桥输出方波电压为Uab，副边H桥输出方波电压为Ucd，改变Uab和Ucd之间的移相角可以调节输出电压的大小。
为对图1所示电路拓扑施加模型预测控制，需要对该电路拓扑系统进行离散化建模，因此本发明实施例提供一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法，包括以下步骤：
S101：采集某一时刻双有源桥DCDC变换器的直流母线电压；
S102：基于所述直流母线电压计算当前时刻双有源桥DCDC变换器的负载电流，并计算当前时刻双有源桥DCDC变换器的平均输出电流；
S103：将上一时刻计算得到的预测直流母线电压赋给当前时刻的预测直流母线电压，并基于当前时刻双有源桥DCDC变换器的平均输出电流和负载电流计算下一时刻用于计算移相角变化量的预测直流母线电压；
S104：基于当前时刻的预测直流母线电压计算当前时刻的移相角变化量；
S105：根据移相角变化量和基于上一时刻的预测直流母线电压预设的多个备选预测直流母线电压得到当前时刻双有源桥DCDC变换器的移相角，并更新移相角。
在本发明实施例公开的一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法中，本发明所提出的一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法，其可以有效抑制输出电压中的高次谐波干扰，提升输出波形质量，改善系统的动态特性，可以被应用于需要长期带脉冲负载的直流微电网中。
在本发明实施例公开的一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法中，在S102中，基于所述直流母线电压计算当前时刻双有源桥DCDC变换器的负载电流的方法包括：
当带阻性负载时，负载电流的计算公式如下：
式中，iLoad表示负载电流，VBUS表示直流母线电压，k表示时刻，RLoad表示负载阻值。
在本发明实施例公开的一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法中，在S102中，计算当前时刻双有源桥DCDC变换器的平均输出电流的方法包括：
由单移相控制下双有源桥DCDC变换器的输出功率公式推导得到平均输出电流的公式如下：
式中，VBAT表示电池电压，fs表示控制频率，L表示辅助电感感值，D表示移相角。
在本发明实施例公开的一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法中，在S103中，基于当前时刻双有源桥DCDC变换器的平均输出电流和负载电流计算下一时刻用于计算移相角变化量的预测直流母线电压的方法包括：
由于在图1所示电路拓扑中电感不作为储能器件，因此该电路拓扑系统的状态变量只有电容电压，其节点电流方程为：
式中，COut表示输出电容容值，VBUS表示直流母线电压，iBUS表示平均输出电流，iLoad表示负载电流；
对节点电流方程进行离散化处理，得：
对式(4)进行迭代，同时认为在相邻两个采样点内负载电流不变，得到下一时刻预测直流母线电压的公式如下：
式中，fs表示控制频率。
在本发明实施例公开的一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法中，在S104中，基于当前时刻的预测直流母线电压计算当前时刻的移相角变化量的方法包括：
建立从电压变化量到移相角变化量的传递公式如下：
式中，VΔ表示电压变化量，VBusRef表示直流母线电压参考值，Vm表示饱和电压值，ΔD表示移相角变化量，Δf表示频率系数，λ为电压变化量至移相角变化量的增益。
在本发明实施例公开的一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法中，在S105中，基于上一时刻的预测直流母线电压预设多个备选预测直流母线电压的方法包括：
将当前时刻的预测直流母线电压加减电压变化量，得到两个备选预测直流母线电压，将两个备选预测直流母线电压和当前时刻的预测直流母线电压作为三个备选预测直流母线电压。
在本发明实施例公开的一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法中，在S105中，根据移相角变化量和多个备选预测直流母线电压得到当前时刻双有源桥DCDC变换器的移相角的方法包括：
定义损失函数如下：
式中，G1和G2表示损失函数组成部分，α1和α2表示权重系数，cf表示损失函数值，G1的作用是使输出趋近目标值VBusRef,G2的作用是使模型预测控制的控制目标是选择合适的移相角D使损失函数cf最小化；
将三个备选预测直流母线电压代入损失函数，并选取使得损失函数最小的备选预测直流母线电压对应的移相角，该移相角即为当前时刻双有源桥DCDC变换器的移相角。
作为优选地，本发明提供的方法可以被应用于任何带有ADC及PWM功能的微控制器，控制双有源桥隔离式DCDC变换器的工作。具体实施方法可以是在PWM过零检测中断中依次执行图2所示的步骤，其中的采样功能通过微控制器内置的ADC功能采集经采样电阻和比例放大器放大之后的直流母线电压。在本实施例中，设预先设置的备选预测直流母线电压分别为VBUS[k+1]-VΔ，VBUS[k+1]，VBUS[k+1]+VΔ。在中断程序中，依次执行如下操作：设当前时刻为k，ADC采样获得当前时刻的直流母线电压VBUS[k]，根据公式(1)和公式(2)计算得到当前时刻双有源桥DCDC变换器的负载电流和平均输出电流，将上一次中断中(上一时刻)计算得到的预测直流母线电压(VBUS[k+1])赋给本次中断中(当前时刻)的预测直流母线电压VBUS[k]，并根据公式(3)和公式(5)计算下一时刻用于计算移相角变化量的预测直流母线电压VBUS[k+2]，然后根据公式(6)计算本次中断中(当前时刻)的移相角变化量ΔD，将三个备选预测直流母线电压(VBUS[k+1]-VΔ，VBUS[k+1]，VBUS[k+1]+VΔ)代入公式(7)的损失函数，并选取使得损失函数最小的备选预测直流母线电压对应的移相角，例如若使得损失函数最小的备选预测直流母线电压为VBUS[k+1]-VΔ，则选择移相角为D-ΔD，若使得损失函数最小的备选预测直流母线电压为VBUS[k+1]，则选择移相角为D，若使得损失函数最小的备选预测直流母线电压为VBUS[k+1]+VΔ，则选择移相角为D+ΔD，其中D为上一次中断中(上一时刻)的移相角，最后根据计算得到的结果调节移相角。
本发明提供的方法在MATLAB/SIMULINK中进行仿真验证，并与传统PI控制方法进行对比，如图3和图4所示。为了验证在带脉冲突变负载时模型预测控制的动态特性，选择负载电流为频率1kHz，占空比为10％的脉冲负载。可以看出，本发明提供的方法使得系统的动态特性得到明显改善。图4为对输出电压的傅里叶分析。与传统的基于PI控制器的控制方法相比，本发明输出电压的动态特性较好，高次谐波含量较少，在负载为脉冲突变负载的场景下有一定的应用价值。
下面对本发明实施例二公开的一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制系统进行介绍，下文描述的一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制系统与上文描述的一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法可相互对应参照。
本发明实施例提供一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制系统，包括：
电压采集模块，其用于采集某一时刻双有源桥DCDC变换器的直流母线电压；
电流计算模块，其用于基于所述直流母线电压计算当前时刻双有源桥DCDC变换器的负载电流，并计算当前时刻双有源桥DCDC变换器的平均输出电流；
预测电压计算模块，将上一时刻计算得到的预测直流母线电压赋给当前时刻的预测直流母线电压，所述预测电压计算模块用于基于当前时刻双有源桥DCDC变换器的平均输出电流和负载电流计算下一时刻用于计算移相角变化量的预测直流母线电压；
移相角变化量计算模块，其用于基于当前时刻的预测直流母线电压计算当前时刻的移相角变化量；
移相角更新模块，其用于根据移相角变化量和基于上一时刻的预测直流母线电压预设的多个备选预测直流母线电压得到当前时刻双有源桥DCDC变换器的移相角，并更新移相角。
在本发明的一个实施例中，所述移相角变化量计算模块基于当前时刻的预测直流母线电压计算当前时刻的移相角变化量，包括：
建立从电压变化量到移相角变化量的传递公式如下：
式中，VΔ表示电压变化量，VBusRef表示直流母线电压参考值，Vm表示饱和电压值，ΔD表示移相角变化量，Δf表示频率系数，λ为电压变化量至移相角变化量的增益。
在本发明的一个实施例中，所述移相角更新模块根据移相角变化量和多个备选预测直流母线电压得到当前时刻双有源桥DCDC变换器的移相角，包括：
定义损失函数如下：
cf＝α1G1+α2G2
式中，G1和G2表示损失函数组成部分，α1和α2表示权重系数，cf表示损失函数值；
将三个备选预测直流母线电压代入损失函数，并选取使得损失函数最小的备选预测直流母线电压对应的移相角，该移相角即为当前时刻双有源桥DCDC变换器的移相角。
本实施例的面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制系统用于实现前述的面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法，因此该系统的具体实施方式可见前文中的面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法的实施例部分，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再展开介绍。
另外，由于本实施例的面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制系统用于实现前述的面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法，因此其作用与上述方法的作用相对应，这里不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101：采集某一时刻双有源桥DCDC变换器的直流母线电压；
S102：基于所述直流母线电压计算当前时刻双有源桥DCDC变换器的负载电流，并计算当前时刻双有源桥DCDC变换器的平均输出电流；
S103：将上一时刻计算得到的预测直流母线电压赋给当前时刻的预测直流母线电压，并基于当前时刻双有源桥DCDC变换器的平均输出电流和负载电流计算下一时刻用于计算移相角变化量的预测直流母线电压；
S104：基于当前时刻的预测直流母线电压计算当前时刻的移相角变化量；
S105：根据移相角变化量和基于上一时刻的预测直流母线电压预设的多个备选预测直流母线电压得到当前时刻双有源桥DCDC变换器的移相角，并更新移相角。
2.如权利要求1所述的面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法，其特征在于，在S102中，基于所述直流母线电压计算当前时刻双有源桥DCDC变换器的负载电流的方法包括：
负载电流的计算公式如下：
式中，iLoad表示负载电流，VBUS表示直流母线电压，k表示时刻，RLoad表示负载阻值。
3.如权利要求1所述的面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法，其特征在于，在S102中，计算当前时刻双有源桥DCDC变换器的平均输出电流的方法包括：
由单移相控制下双有源桥DCDC变换器的输出功率公式推导得到平均输出电流的公式如下：
式中，VBAT表示电池电压，fs表示控制频率，L表示辅助电感感值，D表示移相角。
4.如权利要求1所述的面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法，其特征在于，在S103中，基于当前时刻双有源桥DCDC变换器的平均输出电流和负载电流计算下一时刻用于计算移相角变化量的预测直流母线电压的方法包括：
双有源桥DCDC变换器中的电感不作为储能器件，即状态变量只有电容电压，其节点电流方程为：
式中，COut表示输出电容容值，VBUS表示直流母线电压，iBUS表示平均输出电流，iLoad表示负载电流；
对节点电流方程进行离散化处理，得
对该式进行迭代，得到下一时刻预测直流母线电压的公式如下：
式中，fs表示控制频率。
5.如权利要求1所述的面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法，其特征在于，在S104中，基于当前时刻的预测直流母线电压计算当前时刻的移相角变化量的方法包括：
建立从电压变化量到移相角变化量的传递公式如下：
式中，VΔ表示电压变化量，VBusRef表示直流母线电压参考值，Vm表示饱和电压值，ΔD表示移相角变化量，Δf表示频率系数，λ为电压变化量至移相角变化量的增益。
6.如权利要求1所述的面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法，其特征在于，在S105中，基于上一时刻的预测直流母线电压预设多个备选预测直流母线电压的方法包括：
将当前时刻的预测直流母线电压加减电压变化量，得到两个备选预测直流母线电压，将两个备选预测直流母线电压和当前时刻的预测直流母线电压作为三个备选预测直流母线电压。
7.如权利要求6所述的面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制方法，其特征在于，在S105中，根据移相角变化量和多个备选预测直流母线电压得到当前时刻双有源桥DCDC变换器的移相角的方法包括：
定义损失函数如下：
cf＝α1G1+α2G2
式中，G1和G2表示损失函数组成部分，α1和α2表示权重系数，cf表示损失函数值；
将三个备选预测直流母线电压代入损失函数，并选取使得损失函数最小的备选预测直流母线电压对应的移相角，该移相角即为当前时刻双有源桥DCDC变换器的移相角。
8.一种面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制系统，其特征在于，包括：
电压采集模块，其用于采集某一时刻双有源桥DCDC变换器的直流母线电压；
电流计算模块，其用于基于所述直流母线电压计算当前时刻双有源桥DCDC变换器的负载电流，并计算当前时刻双有源桥DCDC变换器的平均输出电流；
预测电压计算模块，将上一时刻计算得到的预测直流母线电压赋给当前时刻的预测直流母线电压，所述预测电压计算模块用于基于当前时刻双有源桥DCDC变换器的平均输出电流和负载电流计算下一时刻用于计算移相角变化量的预测直流母线电压；
移相角变化量计算模块，其用于基于当前时刻的预测直流母线电压计算当前时刻的移相角变化量；
移相角更新模块，其用于根据移相角变化量和基于上一时刻的预测直流母线电压预设的多个备选预测直流母线电压得到当前时刻双有源桥DCDC变换器的移相角，并更新移相角。
9.如权利要求8所述的面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制系统，其特征在于：所述移相角变化量计算模块基于当前时刻的预测直流母线电压计算当前时刻的移相角变化量，包括：
建立从电压变化量到移相角变化量的传递公式如下：
式中，VΔ表示电压变化量，VBusRef表示直流母线电压参考值，Vm表示饱和电压值，ΔD表示移相角变化量，Δf表示频率系数。
10.如权利要求8所述的面向双有源桥DCDC变换器的模型预测控制系统，其特征在于：所述移相角更新模块根据移相角变化量和多个备选预测直流母线电压得到当前时刻双有源桥DCDC变换器的移相角，包括：
定义损失函数如下：
cf＝α1G1+α2G2
式中，G1和G2表示损失函数组成部分，α1和α2表示权重系数，cf表示损失函数值；
将三个备选预测直流母线电压代入损失函数，并选取使得损失函数最小的备选预测直流母线电压对应的移相角，该移相角即为当前时刻双有源桥DCDC变换器的移相角。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2022-08-29 CN CN202211042319.1A patent/CN115473440A/zh active Pending
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