H-Bridge Multi-level Inverter Model Predictive Control Based For Reliability Enhancement

Abstract

تمّ اقتراح نموذج خوارزميّة تحكّم تنبّؤيّة لمحوّلات الطّاقة الكهربائيّة نظرًا لديناميكيّتها الجيّدة، أدائها العّالي، قدرة تتبّعها الآنيّة الدّقيقة وتحديدها مجموعة المدخلات لتوافقيّات التّبديل الممكنة لعاكس الاستطاعة. في الوقت الحاضر، أصبحت خوارزميّة التّحكم التّنبؤيّة محل جذب واهتمام للباحثين، وراجع ذلك بفضل تقدّم، تطوّر وكذا سرعة المعالجات الدّقيقة الحديثة والتّقنيات الحاليّة المتاحة. تستخدم خوارزميّة التّحكم التنبؤيّة نموذجًا زمنيّا متجزّئا لمعادلات النّظام المدروس من أجل التّنبؤ بالقيم المستقبليّة للجهد والتيّار الكهربائييّن من خلال معادلات حمل المحرّك التّحريضي المتمثّل في المقاومة والوشيعة من أجل جميع متّجهات الجهد الممكنة المتولّدة عن عاكس(مموّج) الاستطاعة. متّجه الجهد الذي يقلّل من معادلة الكلفة هو الذي يتّم اختياره. يتّم استخدام معادلة الكلفة لتقيّيم متّجهات الجهد في عيّنة الوقت الموالية إستباقيّا واختيار أقلّهم خطأً. يتم تحديد متّجه الجهد الأمثل المقابل لمتّجه إشارة التيّار المرجعي ويتمّ تطبيق حالة التبديل الموافقة لهذا المتّجه على المحوّل خلال عيّنة الوقت الموالية. إن النّتائج توضّح أن نموذج خوارزميّة التّحكم التّنبؤيّة فعّال للغاية ويتميّز بأداء ديناميكي أفضل للنّظام المقترح.

Predictive control algorithm model (MPC) has been proposed for power electronic converter systems, because of its good dynamic, its high performance, its accurate current tracking capability and the finite set of inputs possible switching combinations. Nowadays, predictive control algorithm model (MPC) is attracting the attention of researchers due to the development, the speed, the advances in modern microprocessors, and present technologies available. The predictive control algorithm uses a discrete-time model of the system by use the equations of the load of induction motor to predict the future values of the load current and voltage for all possible voltage vectors generated by the inverter. The voltage vector, which minimizes by a cost function, is selected.

The cost function is used to evaluate all the voltage vectors at the next sampling time. An optimal voltage vector is selected and its corresponding switching state is applied to the converter during the next sampling sequence. Finally, the results show that the predictive control algorithm model (MPC) very effectively, and better dynamic performance of the proposed system.

Un modèle d'algorithme de commande prédictif a été proposé pour les convertisseurs d'électroniques de puissance, en raison de sa bonne dynamique, de sa haute performance, de sa capacité de suivi de courant précis et de définir de l'ensemble fini d'entrées de combinaisons de commutation possibles d'onduleur de puissance. Actuellement, l'algorithme de commande prédictif attire l'attention du chercheurs au développement, la vitesse, progrès des microprocesseurs modernes et aux technologies actuelles disponibles. L'algorithme de commande prédictif utilise un modèle en temps discret du système a partir les équations du charge d'un moteur à induction représenté par la résistances et l'inductances de son bobinage pour prédire les valeurs futures du courant et de la tension de charge pour tous les vecteurs de tension possibles générés par l'onduleur. Le vecteur de tension qui minimise par une fonction de coût est encore finalement sélectionné. Cette fonction de coût permet d'évaluer tous les vecteurs de tension au temps d'échantillonnage suivant et choisi la plus petite erreur. Un vecteur de tension optimal est sélectionné et l'état de commutation correspondant est appliqué au convertisseur pendant le temps d'échantillonnage suivant. Enfin, les résultats montrent que le modèle d'algorithme de commande prédictif est très efficace en termes de performance et bonne performance de la dynamique du système proposé.