模型预测电流控制的平均开关频率怎么算？

Question

关于这种开关频率不固定的算法，我看有些论文给出了不同转速下的开关频率，想知道是怎么得到的？

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在计算模型预测电流控制的平均开关频率时，通常涉及到基于模型预测控制（MPC）算法来调整逆变器的开关状态，以达到期望的电流控制效果。对于不同转速下的开关频率变化，这依赖于系统的动态特性、控制目标以及MPC优化问题的设定。

以下是估算平均开关频率的一种可能方法：

1. 建立系统模型：首先构建逆变器-电机系统的数学模型，包括电机的电气方程和逆变器开关状态对电流的影响。

2. 设计MPC控制器：根据系统模型设定MPC的成本函数和约束条件，其中会包含限制开关频率的相关约束，比如最大开关频率和最小开关频率。

3. 求解MPC优化问题：在每一步采样时刻，MPC控制器基于当前的状态和参考电流值，通过求解一个有限时间域上的优化问题得到未来一段时间内最优的开关序列。

4. 提取开关频率信息：从得到的最优开关序列中统计每个开关周期的持续时间，并计算平均值来得到平均开关频率。例如，在MATLAB中，可以通过分析预测出的开关信号的时间差来实现。

示例代码逻辑框架（请注意，以下仅为示意性伪代码，具体实现需根据实际系统参数和MPC设计进行调整）：

% 假设 optimalSwitchingSignals 是MPC求解后得到的最优开关序列
switchingTimes = diff([0, find(diff(optimalSwitchingSignals)), length(optimalSwitchingSignals)*Ts]);
averageFrequency = 1 / mean(switchingTimes);

% 其中 Ts 是采样周期

对于不同转速下开关频率的变化情况，你可能需要在MPC优化过程中考虑电机转速这一变量的影响，它可能会影响成本函数或者约束条件，从而影响最终的开关频率。

如果你能提供更多关于你的控制系统结构和MPC控制器的具体设置，我可以帮助你进一步理解并细化这个过程。