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基于有限集模型预测控制在电力电子系统中的发展
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模型预测控制（ Model Predictive Control．MPC）是产生于20世纪70年代后期的一种计算机控制算法，它的概念直观、易于建模、无需精确模型和复杂控制参数设计，对克服工业控制过程中的非线性及不确定性等问题有非常好的效果，而且易于增加约束、动态响应快、鲁棒性强。鉴于其巨大优势，模型预测控制在过去几十年广泛应用于石油、化工、电力、造纸、冶金、食品加工等复杂工业过程。
电力电子系统中，变换器可以视为一种典型的混杂动态系统。由于存在功率开关器件、二极管等不连续元器件，变换器的工作由多种模态组成，不同的工作模态对应不同的电路拓扑。随着外部输入的改变，变换器工作模态间断地、动态地发生变化，构成了离散事件动态系统。而随着时间和外部输入的改变，变换器中的状态变量（电流、电压等）连续地、动态地发生变化，体现出连续时间动态系统的特征。这种离散事件和连续时间动态特性相互作用，使变换器呈现出混杂系统的动态特征。所以要想获得变换器精确的数学模型非常困难，以至于一些经典的控制方法（如PI控制等）在电力电子系统中应用时总是存在一定的局限性，而根据模型预测控制的优良特性可以看出其在电力电子系统中的应用具有巨大的潜力。
所以分析这些问题的产生原因并归纳总结关于这些问题的研究现状，继而提出FCS-MPC在电力电子系统中应用后期发展的思路是当前亟待解决的关键问题。本文将按照这个思路对相关研究现状进行归纳总结及评述，主要涉及FCS-MPC的基本原理及存在问题分析、当前关于这些问题的研究现状及解决新思路、FCS-MPC后期发展趋势三个方面。
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