近年来,随着新能源的加速开发利用,新能源的微网或并网发电等对逆变器的电流跟踪控制技术提出了更高的要求。三相电压型逆变器是目前应用最多最广的一种拓扑结构,其FCS-MPC(Finite Control Set-Model Predictive Control)电流预测控制具有响应速度快、跟踪精度高、原理简单、控制灵活等优点,但也存在着控制延时、开关频率不受限制、模型参数敏感等问题,严重影响电流跟踪精度和逆变器性能的发挥等,尤其在多电平电压型逆变器的控制中更为明显。本文主要围绕这些问题展开以下研究工作:　　建立了三相电压型逆变器的FCS-MPC电流预测控制的数学模型,分析了几种近似离散方法对模型精度的影响,并通过仿真分析深入研究了影响逆变器电流跟踪效果的各种因素和模型参数敏感性问题。　　采用内嵌FPGA的Compact RIO9073作为控制器,设计并搭建了集测量控制和分析于一体的系统实验平台,通过引入LabVIEW的FPGA开发环境,简化了FPGA的编程,重点解决了FPGA中实现FCS-MPC电流预测控制算法关键性问题,实现了硬件级的并行高速计算,解决了控制延时的问题,并进行了控制算法的实验验证和分析。　　从矢量分析的角度出发,建立几种空间电压矢量使能矩阵表,对参与预测控制算法的矢量进行了使能和屏蔽,大幅度减小了核心算法的计算量;通过分析开关切换次数与电压矢量的关系,建立了动态使能矩阵表,并对零开关矢量进行重配,优化了开关切换在时间轴上的分布,减少了开关切换次数。　　通过研究电压矢量的模与开关切换次数间的规律,在控制算法的代价函数中引入了与开关频率相关的权重,建立了开关切换次数表,对权重进行了等比例标定,实现了对开关频率的灵活限制。　　通过建立渐近状态观测器对back EMF参数未知情况进行观测;通过二阶最小二乘在线参数辨识对R和L参数未知情况进行在线参数辨识;通过四阶在线参数辨识和信号扰动法对R、L和back EMF均未知情况进行在线参数辨识,自动修正模型参数,实现电流预测自适应控制。　　本文的主要创新工作有:　　(1)设计并搭建了基于LabVIEW的控制实验平台,首次将LabVIEW的FPGA开发环境引入逆变器的电流跟踪控制中,极大降低了FPGA开发难度,解决了并行加速计算、有限资源使用、死区控制等问题,实现在200万门的FPGA中完成FCS-MPC控制算法的高速计算,总计算时间275ns,总控制延时小于2μs。　　(2)提出了减小计算量的FCS-MPC优化算法,从矢量角度分析了FCS-MPC算法的特点,对参与预测控制的电压矢量进行了动态使能和屏蔽,在保持电流跟踪精度前提下,减小了核心算法中约42％的计算量。　　(3)提出来减小开关频率的优化算法,通过建立动态使能矩阵表对开关状态切换进行限制或在代价函数中引入与开关频率相关的权重,灵活限制了开关频率。　　(4)在R、L和back EMT均未知的情况下,通过四阶最小二乘在线参数辨识和参考信号扰动法实现系统参数的快速准确辨识和电流预测自适应控制。