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单相三电平NPC整流器新型控制策略的研究
随着电力电子技术的不断发展和应用领域的不断拓展，电力电子器件性能的提高、控制技术的成熟，电力电子器件和控制策略在交、直流输电、电动车等众多应用领域得到了广泛的应用。而单相三电平NPC整流器作为一种常见的电力电子器件，在电网中的应用也越来越广泛。
单相三电平NPC整流器的工作原理是将输入的单相交流电压通过三个电容分压，达到三个不同电平的直流输出。一般而言，单相三电平NPC整流器的控制策略主要是基于PWM技术，使用传统的SPWM或SVPWM技术来控制开关管的导通和截止，从而实现整流及逆变操作，以达到控制输出电压和输出电流的目的。
然而，由于传统PWM控制策略的复杂性和调节精度限制，实际应用中往往存在一定的问题，例如PWM波形控制精度不足、电磁干扰、输出电压波动等等。
为了解决这些问题，研究者们提出了一系列新型的控制策略。本文主要介绍两种新型控制策略：基于模型预测控制（MPC）和基于扩展状态观测器（ESO）的控制策略。
1.基于模型预测控制（MPC）的控制策略
模型预测控制（MPC）是一种基于数学模型的控制策略，通过建立数学模型，对未来的状态变量进行预测，并通过优化算法得到最优的控制信号。在单相三电平NPC整流器控制中，MPC控制器的输入为电网电压和负载电流，输出为三路开关管的对应控制信号，实现对输出电压和电流的控制。
相比于传统PWM控制策略，MPC具有以下优点：
1）MPC控制策略具有更高的控制精度，可以有效减小输出电压和电流的波动；
2）MPC控制器对于负载变化具有较强的适应性和鲁棒性，可以快速调节输出功率；
3）MPC控制器可以通过优化算法得到最优的控制信号，可以减小功率损耗、提高效率。
2.基于扩展状态观测器（ESO）的控制策略
扩展状态观测器（ESO）是一种基于动态系统观测的控制策略，通过构建动态模型和观测器来对系统状态进行估计。在单相三电平NPC整流器控制中，ESO控制器的输入为电网电压和负载电流，输出为预估的控制信号。
相比于传统PWM控制策略，ESO控制策略具有以下优点：
1）ESO控制器可以对负载变化进行有效预估和适应，可以快速调节输出功率；
2）ESO控制器具有抗干扰能力，可以有效降低电磁干扰、提高控制精度；
3）ESO控制器对于系统参数的不确定性具有较强的鲁棒性和稳定性。
综上所述，基于模型预测控制（MPC）和基于扩展状态观测器（ESO）的控制策略具有各自的优缺点和适用领域。在实际应用中，应根据系统需求和控制精度要求选择合适的控制策略。同时，为了更好地提高单相三电平NPC整流器的控制精度和效率，还需要进一步深入研究优化算法和控制器设计方法，探索更加实用和有效的控制策略。