赖诚航，江志强

基于反馈线性化的MRPC非线性控制策略

赖诚航1，江志强2

（1. 中国铁路南昌局集团有限公司，江西 南昌 330000；2. 株洲国创轨道科技有限公司，湖南 株洲 412000）

模块化多电平铁路功率调节器（MRPC）因其具有耐压等级高、补偿容量大等优点而适用于牵引供电系统电能质量治理。由于模块化多电平铁路功率调节器是采用多个半桥子模块串联而成，其系统结构复杂，具有多变量、非线性、强耦合的特性，难以建立精确的数学模型。采用传统的PI控制器只能实现近似线性化控制。基于微分几何理论提出一种状态反馈精确线性化方法，建立状态变量非线性坐标变换，求解状态反馈控制率，实现内环电流的有功、无功独立解耦控制。在MATLAB/SIMULINK中搭建仿真系统，模拟实际工况进行仿真，并与双闭环PI控制进行对比，所得仿真结果验证了该策略的有效性和优越性。

模块化多电平铁路功率调节器；电能质量；微分几何理论；解耦控制；双闭环PI控制

0 引言

近年来，我国电气化铁路，特别是高速重载电气化铁路得到了快速发展。电气化铁路采用的单相供电方式和交直流电力机车组的负载特性，不但导致牵引供电系统中存在电压波动、谐波、功率因数低等电能质量问题，同时还会在三相供电电网中产生负序电流，降低牵引系统供电的可靠性[1,2]。目前，牵引供电系统中主要采用固定电容补偿（FC）、静止无功补偿器（SVC）等装置进行电能质量治理，但是这类装置本身存在损耗大、产生谐波以及消除负序电流不完全等缺点[3-5]。……