具有收敛性与安全性保证的模块化多电平变换器多变量控制
系统与控制
2024-03-28 v1 系统与控制
摘要
设计良好的电流控制是确保模块化多电平变换器（MMCs）高效安全运行的关键因素。尽管该控制问题涉及多个控制目标，但传统的电流控制方案由独立设计的解耦控制器组成，例如比例-积分（PI）或比例-谐振（PR）控制器。由于 MMC 动力学的双线性特性，调整 PI 和 PR 控制器以保证良好的性能和满足约束条件极具挑战性。由于跟踪 MMC 输出的单相正弦分量的复杂性，这一挑战在 AC/AC MMC 配置中变得更为突出。在本文中，我们提出了一种设计多变量控制器（即静态反馈增益）的方法来调节 MMC 电流。我们使用物理先验变换对 MMC 动力学进行线性建模，并综合了所提出的控制器。我们利用该线性模型来构建一个线性矩阵不等式，以计算出一个能保证安全有效运行的反馈增益，包括 (i) 有限的跟踪误差，(ii) 稳定性，以及 (iii) 满足所有约束条件。为了测试我们方法的有效性，我们在 Simulink/PLECS 仿真的直接 AC/AC MMC 中以及在一个按比例缩小的 AC/AC MMC 原型中检验了其性能，以研究电动汽车的超快速充电。
引用
@article{arxiv.2403.18371,
title = {Multivariable control of modular multilevel converters with convergence and safety guarantees},
author = {Victor Daniel Reyes Dreke and Ygor Pereira Marca and Maurice Roes and Mircea Lazar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.18371},
year = {2024}
}
备注
Submitted to IEEE Open Journal of the Industrial Electronics