基于FPGA的单相并网逆变器预测控制研究与实现开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

近年来，随着环境问题日益严峻和能源需求的不断增长，开发和利用可再生能源已成为全球共识。

太阳能作为一种清洁、安全、可持续的绿色能源，得到了广泛关注和应用。

而光伏并网逆变器作为太阳能发电系统中的关键设备，其性能直接影响到整个系统的发电效率和电能质量。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，随着电力电子技术和控制理论的快速发展，单相并网逆变器技术取得了显著进步。

国内外学者在拓扑结构、控制策略、性能优化等方面开展了大量研究工作。

#国内研究现状国内学者在单相并网逆变器拓扑结构方面，重点研究了h桥逆变器、推挽逆变器等常用拓扑，并提出了一些改进型拓扑，以提高逆变器的效率和功率密度。

4. 研究的方法与步骤

本课题研究将采用理论分析、仿真建模和实验验证相结合的方法，按照以下步骤逐步开展：
1.文献调研与分析:深入研究国内外单相并网逆变器和预测控制的相关文献，了解该领域的最新研究进展、技术瓶颈和未来发展趋势，为本课题研究奠定理论基础。

2.系统建模与分析:建立单相并网逆变器的数学模型，分析其在不同工况下的运行特性，为控制策略的设计提供理论依据。

3.预测控制策略设计:基于单相并网逆变器的数学模型和预测控制理论，设计合适的预测控制策略，包括预测模型选择、滚动优化算法设计、参考轨迹确定等关键环节，并进行仿真验证。

5. 研究的创新点

本课题研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.提出一种基于改进预测模型的单相并网逆变器控制策略:针对传统预测模型在参数变化和扰动情况下精度下降的问题，提出一种改进的预测模型，提高系统的鲁棒性和适应性。

2.设计一种基于多目标优化的预测控制算法:综合考虑并网电流跟踪精度、电能质量、系统稳定性等多方面因素，设计一种基于多目标优化的预测控制算法，实现系统性能的全面提升。

3.采用fpga实现高速高精度预测控制算法:利用fpga的并行处理能力和硬件资源优势，实现预测控制算法的高速高精度运算，提高系统的控制带宽和动态响应速度。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 刘畅，张兴. 基于改进模型预测控制的lcl型并网逆变器研究[j]. 电力电子技术,2021,55(12):62-65 99.

2. 王少华，王顺利，谢少军，等. 基于改进预测电流控制的单相并网逆变器[j]. 中国电机工程学报,2020,40(17):5789-5798.

3. 李明华，王晓东，王坤. 基于fpga的单相并网逆变器预测控制策略研究[j]. 电力系统保护与控制,2022,50(15):182-189.