杨兴华 杨喜军 张哲民 姜建国

（上海交通大学电气工程系 上海 200240）

1 引言

矩阵整流器（Matrix Rectifier, MR）拓扑与控制策略可由三相-三相矩阵变换器（Matrix Converter，MC）演化而来[1-3]，也可以作为独立的降压型PWM可控整流器，根据PWM波形高频合成定理直接推导出控制策略[4-6]。矩阵整流器是一种真正和通用的降压型四象限AC-DC变换器，与传统升压型PWM可控整流器相比特点明显，如输出直流电压调节范围宽、极性可变、输入电流波形正弦、位移因数连续可调等，具有广泛的应用领域。此外，矩阵整流器可以作为一个功率单元模块，组成级联式高压矩阵变换器。目前，矩阵整流器的调制算法主要集中在开关函数算法[7]、电流空间矢量调制算法[8-9]和双线电压合成算法[10-11]以及各种演化算法[12-17]，以上各种调制算法都需要对三相输入电压和三相输入电流进行实时检测，控制系统设计复杂、运算量大、不易实现，客观要求新的控制策略出现。

单周期控制技术是一种新颖的非线性控制技术[18]，它能够逐周期地调节功率开关的占空比，在一个开关周期内实现控制目标。而且单周期控制具有鲁棒性好、瞬时响应速度快、抗输入干扰性能高等优点。目前单周期控制主要采用模拟集成芯片或模拟电路来实现，数字单周期控制尚未得到广泛应用。

基于上述考虑，在理论分析和仿真分析的基础上，将数字积分技术和单周期控制思想引入到矩阵整流器的控制中，实现输入电流单周期控制。此外，由于单周期控制技术对负载扰动的抑制效果较差[19]，在输入电流内环控制之上，增加一个输出电压 PID控制环节，从而抑制负载扰动对系统稳定性的影响。……