双有源桥 DAB 变换器的 MPC 模型预测控制分析
一、引言
随着电力电子技术的发展，双有源桥（DAB）变换器在可再生能源集成、分布式电源系统和电动汽车
等领域得到了广泛应用。针对 DAB 变换器的控制策略，模型预测控制（MPC）逐渐成为了研究的热点
。本文将探讨 MPC 在 DAB 变换器中的应用，并对比传统的电压闭环 PI 控制方式，展示 MPC 的优势
。
二、背景知识：双有源桥 DAB 变换器
双有源桥（DAB）变换器是一种高效的电力电子变换器，广泛应用于直流电网中的电压转换和隔离。
其工作原理基于 PWM 控制开关管实现电能的高效传输和转换。为了确保 DAB 变换器的稳定性和效率
，选择合适的控制策略显得尤为重要。
三、MPC 模型预测控制概述
模型预测控制（MPC）是一种基于模型的优化控制策略，通过预测未来的系统状态并优化性能指标来
实现对系统的控制。与传统的电压闭环 PI 控制方式相比，MPC 具有更好的动态响应特性。在 DAB 变
换器的控制中，MPC 能够更快速、更准确地响应系统的变化。
四、仿真实验与分析
为了验证 MPC 在 DAB 变换器中的性能，我们在 Matlab Simulink 环境中进行了仿真实验。仿真实
验包括启动过程、负载突变过程和参考电压突变情况的测试。
1. 启动过程测试：在仿真实验中，我们观察了 DAB 变换器在启动过程中的动态响应。与传统的电
压闭环 PI 控制方式相比，MPC 表现出更好的动态响应特性，能够快速将系统带入稳定状态。
2. 负载突变过程测试：在仿真实验的 0.2 秒时，我们对 DAB 变换器的负载进行了突变。实验结果
表明，MPC 能够快速适应负载的变化，保持系统的稳定输出。
3. 参考电压突变测试：在仿真实验的 0.4 秒时，我们对参考电压进行了突变。实验结果表明，MPC
能够快速跟踪参考电压的变化，确保系统的输出电压精度。
五、MPC 与传统电压闭环 PI 控制方式对比
通过仿真实验，我们对比了 MPC 和传统的电压闭环 PI 控制方式在 DAB 变换器中的性能。实验结果表
明，MPC 具有更好的动态响应特性，能够更快地适应系统的变化。此外，MPC 还能提高系统的稳定性
和精度。
六、结论
