Verfahren und Regler zur modellprädiktiven Regelung eines Stromrichters

Um ein Verfahren zur modellprädiktiven Regelung eines Stromrichters (1) zu ermöglichen, das mit hinreichend kurzen Abtastschritten TS der MPC Regelung, aber langen Prädiktionshorizonten Tpred funktioniert, ist vorgesehen, den zu regelnden Stromrichter (1) mit einem bilinearen Differentialgleichungssystem zu beschreiben und den zeitlichen Verlauf der Stellgrößen α über einen Prädiktionshorizont Tpred mittels Ansatzfunktionen hk(t), in der Form , mit Approximationsfaktoren βk, zu beschreiben. Das bilineare Differentialgleichungssystem wird zeitlich diskretisiert. In jedem Abtastschritt TS der modellprädiktiven Regelung wird eine über den Prädiktionshorizont Tpred definierte Kostenfunktion optimiert, indem für die Kostenfunktion Jj und dem Differenzengleichungssystem eine Lagrange-Funktion Lj definiert wird und in einer Iterationsschleife in jedem Iterationsschritt z in einer Vorwärtsintegration die Zustände über den Prädiktionshorizont Tpred und ein Gradient der Lagrange Funktion Lj als Suchrichtung bestimmt wird. In jedem Iterationsschritt z wird der Stellgrößenvektor für den nächsten Iterationsschritt (z+1) aus dem Stellgrößenvektor des aktuellen Iterationsschrittes z, einer Schrittweite und dem Gradienten in der Form ermittelt. Mit den Approximationsfaktoren des in der Iteration zuletzt ermittelten Stellgrößenvektors werden die Stellgrößen α für die modellprädiktive Regelung im aktuellen Abtastschritt TS der modellprädiktiven Regelung ermittelt und der Stromrichter (1) mit diesen Stellgrößen geregelt. In order to facilitate a method for the model predictive control of coupled converters (1, 1a), which functions with sufficiently short scanning steps Ts of the MFC control, but with long prediction horizons Tpred, it is provided that: the converters (1, 1a) are modelled with a system of differential equations with a bilinear term; the temporal curve of the control variables α, αdc is described over prediction horizons Tpred, T pred dc of the model predictive controls by means of initial functions hk(t), h dc k (t) with approximation factors ß k , ß k dc ; the bilinear system of differential equations is discretised, which leads to bilinear systems of differential equations; the model predictive controls of the converter (1, 1a) are based on cost functions (I); the limitations (II) based on the systems of differential equations are taken into consideration in the optimisation of the cost functions; at least one coupling variable is determined in the optimisa