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一种基于三电平逆变器的双矢量预测转矩控制
摘要：
本文设计并实现了一种基于三电平逆变器的双矢量预测转矩控制策略。该策略通过对电机状态进行实时监测并进行预测，实现了对电机转矩和速度的控制。该控制策略使用Matlab/Simulink进行建模和仿真，仿真结果表明该控制策略可以实现稳定的电机运行和精确的速度和转矩控制。
关键词：三电平逆变器、双矢量预测、转矩控制、速度控制
引言：
随着电力电子技术和控制技术的不断发展，异步电机现已成为工业和民用的主要驱动设备之一。在电力电子转换器的控制策略中，矢量控制技术被广泛应用于三相异步电机的转矩和速度控制中，并具有良好的控制性能和适应性。
本文提出一种基于三电平逆变器的双矢量预测控制策略，该策略通过对电机状态进行实时监测并进行预测，实现了对电机转矩和速度的控制。该控制策略使用Matlab/Simulink进行建模和仿真，并通过仿真验证该控制策略的有效性和稳定性。
1背景和相关技术
三电平逆变器是一种高性能的电力电子转换器，它可以提供更高的输出电压和更低的电磁干扰（EMI），并且可以提高电力系统的效率和可靠性。双矢量预测转矩控制是一种高级的矢量控制技术，它可以在不依赖电机参数的情况下实现高精度的速度和转矩控制。
2建模和控制策略
2.1电机建模
本文采用电机定子参考坐标系下的dq轴建模方法，利用矢量控制理论，将电机状态表示成电流、电磁转矩和机械转矩的形式。通过实时监测电机电流和位置信号，可以实现电机状态的预测和反馈控制。
2.2三电平逆变器控制
本文采用三电平逆变器作为电机的驱动器，控制电机绕组中的电流和频率。三电平逆变器中包含六个功率晶体管（IGBT）和六个自由轮二极管（FWD），可以提供更高的电压空间矢量精度和更小的电磁干扰。
2.3双矢量预测控制策略
本文提出了一种双矢量预测控制策略，通过实时监测电机状态，并使用预测模型对电机状态进行预测，实现对电机的控制。预测模型采用滑动门（SM）滤波器和自适应神经模糊推理系统（ANFIS）进行构建，可以有效地识别电机变化的瞬态特性。
3仿真结果与分析
本文使用Matlab/Simulink对所提出的控制策略进行了建模和仿真。仿真结果表明，该策略可以实现稳定的电机运行和精确的速度和转矩控制。与传统的矢量控制方法相比，该控制策略具有更高的精度和更低的噪声水平。
4结论
本文提出了一种基于三电平逆变器的双矢量预测转矩控制策略，通过实时监测电机状态和使用预测模型对电机状态进行预测，实现了对电机的精确控制。仿真结果表明该控制策略具有良好的控制性能和稳定性，可以在多种工业和民用场合中应用。今后可以进一步探索该控制策略在实际系统中的应用。