Системы управления прогнозирующего типа являются перспективными, так как позволяют значительно уменьшить затраты на настройку преобразователей. Однако сохраняется проблема управления DC-DC-преобразователями. В работе представлена модифицированная модель прогнозирующей системы управления (МПСУ) для повышающих DC-DC-преобразователей. Для ее реализации предложена нелинейная модель преобразователя с дискретным переключением времени, описывающая непрерывный режим работы. Синтез регулятора достигнут путем формулирования целевой функции, которая должна быть минимизирована с учетом динамической модели преобразователя. Предложенная модифицированная МПСУ, используемая в качестве системы управления напряжением, позволяет удерживать выходное напряжение на опорном уровне. Оптимизированный способ расчета целевой функции дает возможность заметно сократить требуемую вычислительную мощность и расширить горизонт прогнозирования. Приведенные результаты моделирования показывают преимущества модифицированной МПСУ - быстрый переходный отклик и высокую степень робастности.
Чердинцев Антон Александрович
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), г. Долгопрудный, Россия АО «ПКК Миландр», г. Москва, Россия
1. A stable design of PI control for DC-DC converters with an RHS zero / J. Alvarez-Ramirez, I. Cervantes, G. Espinosa-Perez et al. // IEEE Trans. Circuits Syst. I: Fundamental Theory and Applications. 2001. Vol. 48. Iss. 1. P. 103–106. DOI: https://doi.org/10.1109/81.903192
2. Sachin C.S., Nayak S.G. Design and simulation for sliding mode control in DC-DC boost converter // 2017 2nd International Conference on Communication and Electronics Systems (ICCES). Coimbatore: IEEE, 2017. P. 440–445. DOI: https://doi.org/10.1109/CESYS.2017.8321317
3. Mayne D.Q., Rawlings J.B., Rao C.V., Scokaert P.O.M. Constrained model predictive control: Stability and optimality // Automatica. 2000. Vol. 36. Iss. 6. P. 789–814. DOI: https://doi.org/10.1016/S0005-1098(99)00214-9
4. Gil-González W., Escobar-Mejía A., Montoya-Giraldo O.D. Model predictive direct power control applied to grid-connected voltage source inverters // 2020 IEEE 11th International Symposium on Power Electronics for Distributed Generation Systems (PEDG). Dubrovnik: IEEE, 2020. P. 610–614. DOI: https://doi.org/ 10.1109/PEDG48541.2020.9244406
5. Shi H., Zong J., Ren L. Modified model predictive control of voltage source inverter // 2019 IEEE 4th Advanced Information Technology, Electronic and Automation Control Confe-rence (IAEAC). Chengdu: IEEE, 2019. P. 754–759. DOI: https://doi.org/10.1109/IAEAC47372.2019.8997737
6. Sun X., Zhou Y., Chen G., Ren B. Model predictive control of a phase-shifted full-bridge DC-DC converter // 2020 IEEE 9th International Power Electronics and Motion Control Conference (IPEMC2020-ECCE Asia). Nanjing: IEEE, 2020. P. 2710–2714. DOI: https://doi.org/10.1109/IPEMC-ECCEAsia48364.2020.9367652
7. Nguyen T.-L., Vu H.-C., Tran Q.-H., Lee H.-H. Voltage sensorless model predictive control of AC/DC matrix converters // 2020 IEEE 9th International Power Electronics and Mo-tion Control Conference (IPEMC2020-ECCE Asia). Nanjing: IEEE, 2020. P. 214–218. DOI: https://doi.org/10.1109/IPEMC-ECCEAsia48364.2020.9368177
8. Research on model predictive control method for multi-paralleled DC-DC converters / Z. Chen, B. Duan, G. Zhang et al. // 2019 3rd Conference on Vehicle Control and Intelligence (CVCI). Hefei: IEEE, 2019. P. 1–5. DOI: https://doi.org/10.1109/CVCI47823.2019.8951733
9. Enumeration-based predictive control for buck DC-DC converter / Q. Huang, X. Yan, R. Ling et al. // 2017 29th Chinese Control and Decision Conference (CCDC). Chongqing: IEEE, 2017. P. 6700–6704. DOI: https://doi.org/10.1109/CCDC.2017.7978383
10. Rawlings J.B., Mayne D.Q. Model predictive control theory and design. Madison, WI: Nob Hill, 2009. 533 p.
11. Karamanakos P., Geyer T., Manias S. Direct voltage control of DC-DC boost conver-ters using enumeration-based model predictive control // IEEE Transactions on Power Electron-ics. 2014. Vol. 29. Iss. 2. P. 968–978. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2013.2256370