并联级联H桥电源电流跟踪优化与环流抑制的模型预测控制

《并联级联H桥电源电流跟踪优化与环流抑制的模型预测控制》是一篇探讨电力电子变换器控制策略的学术论文。该论文针对并联级联H桥（Parallel Cascaded H-Bridge, PCHB）电源系统中的电流跟踪优化与环流抑制问题，提出了一种基于模型预测控制（Model Predictive Control, MPC）的解决方案。PCHB结构因其高电压等级、模块化设计和良好的扩展性，在高压大功率应用中具有广泛的应用前景，例如在新能源发电、电能质量调节以及电动汽车充电等领域。

在PCHB系统中，多个H桥模块并联运行，每个模块独立控制，以实现更高的输出电压和功率。然而，由于各模块之间的动态响应差异和开关状态的不同，容易产生环流现象。环流不仅会增加系统的损耗，还可能对设备造成损害，影响系统的稳定性和效率。因此，如何有效抑制环流，并实现电流的精确跟踪成为PCHB系统研究的重点。

传统的控制方法，如比例积分（PI）控制和滞环控制，在处理复杂非线性系统时存在一定的局限性。而模型预测控制作为一种先进的控制策略，能够根据系统模型对未来一段时间内的输出进行预测，并选择最优的控制动作，从而实现更优的动态性能和控制精度。本文正是基于这一思想，提出了适用于PCHB系统的模型预测控制策略。

论文中首先建立了PCHB系统的数学模型，包括各H桥模块的电压和电流关系，以及整个系统的动态特性。通过对模型的分析，明确了环流产生的原因及其对系统性能的影响。接着，论文设计了一种多变量模型预测控制器，该控制器能够同时考虑电流跟踪误差和环流抑制两个目标，通过优化算法选择最优的开关状态组合，以最小化目标函数。

为了验证所提方法的有效性，论文进行了仿真和实验研究。仿真结果表明，与传统控制方法相比，所提出的模型预测控制策略在电流跟踪精度、动态响应速度以及环流抑制效果方面均有显著提升。实验结果进一步验证了该方法在实际系统中的可行性和优越性。

此外，论文还讨论了模型预测控制在不同负载条件下的适应能力，以及其对系统参数变化的鲁棒性。研究结果表明，所提方法在各种工况下均能保持良好的控制性能，具有较强的实用价值。

综上所述，《并联级联H桥电源电流跟踪优化与环流抑制的模型预测控制》一文为PCHB系统提供了一种高效、精确的控制策略，对于提高电力电子变换器的性能和可靠性具有重要意义。该研究不仅推动了模型预测控制在电力电子领域的应用，也为未来高压大功率系统的控制技术发展提供了新的思路和方向。