학술논문

라게르 함수를 이용한 3상 전압원 인버터 MPC 제어기 설계 / MPC Controller Design for Three-Phase Voltage Source Inverter Using Laguerre Functions
Document Type
Dissertation/ Thesis
Author
Source
Subject
Three-Phase
VSI
DMPC
Laguerre functions
SVPWM
Language
English
Abstract
3상 전압원 인버터(VSI)는 직류(DC)를 교류(AC)로 변환하여 사용되는 유용한 장치임이 입증되었다. 성능을 높이기 위한 다양한 하드웨어 장치 및 알고리즘이 연구개발 되고 있다. 인버터의 정상상태 성능 향상을 위해 전 고조파 왜곡율(THD: Total Harmonic Distortion)을 줄이기 위한 다양한 연구가 진행되었다.본 논문은 저항성 유도 부하를 갖는 3상 전압원 인버터의 제어 방법 연구를 주제로 Laguerre함수를 기반으로 이산시간 모델예측 제어 기법(DMPC)과 공간벡터 펄스폭 변조기(SVPWM)를 결합하여 변환 성능을 높이는 제어기를 제안하였다. 제안한 수정된 DMPC기법은 부하전압과 보상전류를 검출하여 목표전압을 예측하고 예측한 목표전압을 사용하여 SVPWM에 의한 스위칭 시퀀스를 생성한다. 성능확인을 위해 2레벨 VSI 및 3레벨 VSI에 제안된 방법을 적용 하였다. 다양한 시뮬레이션 결과 제안한 기법이 THD를 줄여주어 정상상태 성능을 향상시키고 있음을 증명하였고, 특히 3레벨 VSI대해 더욱 효율적임을 확인하였다.
Three-phase voltage source inverter (VSI) has been proven as a useful device in converting direct current (DC) to alternating current (AC). Hence, various hardware structures of three-phase voltage source inverters were developed for better realization of the conversion function in recent years. In addition, a number of corresponding controllers come out at the same time. However, further improvement in the steady-state performance and further reduction of total harmonic distortion (THD) are still research hotspots in the field of three-phase VSI.This thesis proposes to apply a modified controller to the manipulation of the three-phase VSI with resistive-inductive load. The modified controller will modify the discrete-time model predictive control (DMPC) based on Laguerre functions, and then the modified DMPC will be combined with space vector pulse width modulation (SVPWM) in order to realize better conversion. The modified DMPC will predict the target voltage by detecting the load voltage and the current compensation, and then the target voltage will be used to obtain the switching sequence by SVPWM. In order to further show the influence that the modified controller will have on different levels of the three-phase VSI, this thesis will also compare between two-level VSI and three-level VSI. Extensive simulation results demonstrate that the modified controller can ensure the good steady-state performance and the low THD, especially for three-level three-phase VSI.