L ỜI CẢM ƠN
3.2.4. Hàm mục tiêu của thuật toán MPC cải tiến
Để giải quyết hạn chế của phƣơng pháp FCS - MPC truyền thống, luận án đề xuất phƣơng pháp điều khiển FCS – MPC cải tiến với hàm mục tiêu bổ sung thành phần triệt tiêu điện áp common mode và tối ƣu đóng cắt. Cấu trúc của phƣơng pháp điều khiển dựbáo dòng điện đề xuất đƣợc thể hiện nhƣ Hình 3. 6
Với: [ ] A i B C k V k V k k
là vector không gian của điện áp tại thời điểm thứ k
,
xi j
82 Hàm mục tiêu đề xuất của phƣơng pháp điều khiển FCS - MPC cải tiến cho nghịch lƣu đa mức cấu trúc cầu H nối tầng nhƣ sau:
0 cm 1 sw 2
gg g g (3. 15)
Trong đó: cm là trọng số của triệt tiêu điện áp common mode. sw là trọng số của tối ƣu đóng cắt.
Nhƣ vậy, hàm mục tiêu gồm 3 yêu cầu:
Yêu cầu 1: Tối ƣu sai lệch giữa dòng điện đặt và dòng điện dự báo đƣợc thực hiện bởi g0.
Yêu cầu 2: Tối ƣu common mode đƣợc thực hiện bởi g1. Yêu cầu 3: Tối ƣu đóng cắt đƣợc thực hiện bởi g2.
Với hàm mục tiêu có trọng số: Các trọng số trong hàm mục tiêu là hằng số đƣợc xác định qua thử sai. Tuy nhiên, trong các quá trình hoạt động khác nhau, tuy trọng số không đổi nhƣng đầu vào sai lệch sẽ khác nhau đã làm cho hàm mục tiêu sẽđƣa ra ƣu tiên tối ƣu khác nhau để có bộđiều khiển tốt nhất. Ví dụ, trong điều kiện quá độ thì sai lệch dòng điện là lớn do đó trong điều kiện này sai lệch dòng điện có tỉ trọng lớn trong hàm mục tiêu. Vì vậy, bộđiều khiển sẽ lựa chọn các giá trị điện áp làm cho sai lệch dòng điện nhỏ nhất. Trong điều kiện ổn định, sai lệch dòng điện nhỏđi thì các mục tiêu về tối ƣu common mode, tối ƣu đóng cắt sẽtác động để đạt đƣợc mục tiêu đặt ra của bộđiều khiển.
Để đảm bảo cân bằng đáp ứng động học và khối lƣợng tính toán, hàm mục tiêu nhƣ phƣơng trình (3.9) sẽ thực hiện cho 19 vector điện áp liền kề trong một chu kỳ trích mẫu đã đề xuất. Vector điện áp khiến cho hàm mục tiêu đạt cực tiểu thì sẽ đƣợc lựa chọn đểđƣa vào điều chế cho bộ nghịch lƣu. Sau đó, dựa theo Bảng 3. 1
đểxác định trạng thái đóng cắt cho các van tƣơng ứng với vector điện áp nhƣ đã lựa chọn bên trên. Bên cạnh đó, với việc lựa chọn thiết bị điều khiển là FPGA cho phép thực hiện song song các lƣợt tính toán, vì thế thời gian tính toán của 19 lƣợt vector điện áp này tƣơng đƣơng một lƣợt tính toán. Lƣu đồ thuật toán thuật toán cho 19 vector điện áp liền kề thực hiện song song nhƣ Hình 3. 7.
83 Tối ƣu đóng cắt (3.13) Tối thiểu hóa hàm mục tiêu (3.15)
Bộ điều khiển dự báo
Bảng trạng thái đóng cắt (Bảng 3.1) Mô hình dự báo dòng stator (3.2) MHTT