之前写过【Simulink】基于FCS-MPC的三相并网逆变器控制（Matlab Function）以及【Simulink】基于FCS-MPC的三相并网逆变器控制（Stateflow），控制对象都是三相逆变器，本篇博客将研究单相逆变器。

原理

FCS-MPC控制原理可参见我之前的博客，控制流程基本类似。

测量 i(k) 和 e(k)；
计算4种开关状态对应的电流预测值；
把电流预测值代入代价函数；
取使代价函数最小的开关状态，作用于下一控制周期。

仿真原理图

单相桥式逆变器包含4个IGBT，总共有 4 种状态，其中有两个状态计算得到的电流预测值相同，即代价函数相同。

Matlab Function 代码

function [S1, S2, S3, S4] = fcn(R, L, Ts, i, Udc, Ug, ir)g = zeros(1,4);v0 = Udc;
v1 = 0;
v2 = -Udc;
v3 = 0;
v = [v0 v1 v2 v3];
states = [1 0 0 1; 1 1 0 0; 0 1 1 0; 0 0 1 1];
% 这里可以省去v3，因为v1=v3for j = 1: 4i1 = (1-Ts*R/L)*i+(v(j)-Ug)*Ts/L;g(j) = abs(ir - i1);
end   [~,x_opt] = min(g);
S1 = states(x_opt,1);
S2 = states(x_opt,2);
S3 = states(x_opt,3);
S4 = states(x_opt,4);

仿真结果

负载参考电流幅值为5A时，负载电流波形：

从上图可见，预测值基本能跟踪参考值。

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【Simulink】基于FCS-MPC的单相并网逆变器控制（Matlab Function）

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