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基于模擬退火算法的模型預測控制策略

來源：電工電氣發布時間：2023-10-17 16:17 瀏覽次數：435

基于模擬退火算法的模型預測控制策略

譚學武¹，鄧木生²，彭思程¹，程諄²

(1 湖南工業大學電氣與信息工程學院，湖南株洲 412007；

2 湖南鐵道職業技術學院智能制造學院，湖南株洲 412001)

摘要：傳統的模型預測控制 (MPC) 存在權重因子無法準確設計、開關狀態循環預測以及響應速度慢的問題。提出了一種基于模擬退火 (SA) 算法的模型預測控制策略 (SA-MPC)，通過建立預測模型和構造目標函數，采用 SA 后臺直接全局尋優，實現環流控制和 SM 電容電壓均壓控制。所提策略無需整定權重因子，無需循環試湊開關狀態，提升了響應速度和精度，有效抑制了相間環流和降低了子模塊電壓波動幅度。通過搭建模塊化多電平換流器 (MMC) 系統模型，仿真驗證了所提策略的可行性與有效性。

關鍵詞： 模塊化多電平換流器；模擬退火算法；模型預測控制；環流抑制；SM 電容均壓

中圖分類號：TM743 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2023)09-0014-06

Model Predictive Control Strategy Based on the

Simulated Annealing Algorithm

TAN Xue-wu¹, DENG Mu-sheng², PENG Si-cheng¹, CHENG Zhun²

（1 College of Electrical and Information Engineering, Hunan University of Technology, Zhuzhou 412007, China;

2 School of Intelligent Manufacturing of Rail Transit Equipment, Hunan Railway Professional Technology College, Zhuzhou 412001,China）

Abstract: The traditional Model Predictive Control (MPC) has problems of inaccurately designed weight factors, circularly predicted switching states and slow response speed, so the paper proposes a Model Predictive Control strategy based on the Simulated Annealing Algorithm (SA-MPC). It first establishes a predictive model and constructs an objective function, and then adopts SA in the background to directly achieve global optimization, realizing circulating current control and SM capacitor voltage equalization control. This proposed strategy has no need to set weight factors and cyclically try to find the switching state, so it increases the response speed and accuracy, effectively suppressing the interphase circulating current and reducing the sub-module voltage fluctuation amplitude. Finally, the Modular Multilevel Converter (MMC) system simulation model is built to verify the feasibility and effectiveness of the proposed strategy.

Key words: modular multilevel converter; simulated annealing algorithm; model predictive control; circulating current suppression; SM capacitor voltage equalization

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