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龙图腾网获悉四川大学申请的专利一种基于分层模型预测控制的单电压传感器数字采样方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116087610B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310204877.1，技术领域涉及：G01R19/25；该发明授权一种基于分层模型预测控制的单电压传感器数字采样方法是由马俊鹏;杨雨石;王顺亮;焦宁;刘天琪设计研发完成，并于2023-03-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于分层模型预测控制的单电压传感器数字采样方法在说明书摘要公布了：本申请公开了一种基于分层模型预测控制的单电压传感器数字采样方法，建立级联H桥换流器拓扑的状态空间方程，根据状态空间方程预测各种开关状态下一个采样点的电流电压误差值；建立减法估计器，通过单电压传感器估计得到各个直流侧的电压信息；根据允许的电流误差、直流侧电压误差和可配合采样的开关序列为界限依次设计一层、二层和三层开关序列滤出条件，得到下一个采样间隔的最优开关输出形式。本发明根据级联H桥拓扑特征，设计了减法估计器观测级联H桥各个直流侧的电压变化情况，在保证正常控制运行的情况下，合理地缩减了传统方法下每一个直流侧都需要的直流侧电压传感器，节约了硬件成本，提高了系统的可靠性。

本发明授权一种基于分层模型预测控制的单电压传感器数字采样方法在权利要求书中公布了：1.一种基于分层模型预测控制的单电压传感器数字采样方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：建立级联H桥换流器拓扑的状态空间方程，根据状态空间方程预测各个开关状态下，下一个采样点的电感电流和各个直流侧电压误差值； 步骤2：利用单电压传感器采集的级联H桥交流测电压和控制器发出的已知开关信息，根据级联H桥交流侧与直流侧之间的电压关系，建立减法估计器估计得到各个直流侧的实时电压； 步骤3：根据允许的电流误差、直流侧电压误差和可配合采样的开关序列为界限制定分层模型预测控制策略，依次设计一层、二层和三层开关序列滤出条件，得到下一个采样间隔的最优开关输出形式； 所述步骤1中下一个采样点，即k+1时刻的电感电流ik+1和直流侧电容电压vdcxk+1通过式1求得： 其中，ik为k时刻的电感电流，Tsa为采样时间，vgk为k时刻的网侧电压，L和R分别是滤波器的电感和等效电阻；Cx是级联H桥第x个模块的直流侧电容；vabk为k时刻整个级联H桥的交流测输出电压，vdcxk和idcxk分别表示k时刻第x个模块的直流侧电容电压和电流；N为级联H桥模块的数量；Gxk为第x个模块在k时刻的开关函数，满足 其中，Sxbp、Sxbn、Sxap、Sxan分别为第x个H桥的四个开关信号； 使vabk满足以下关系式得到 vabk＝GTkVdck3 其中，矩阵Gk和Vdck具体如下： 所述步骤2中的各个直流侧电压信息通过式4得到： 其中，为直流侧估计电压； 当已知开关序列Gk-Gk-1中有且仅有一个非0元素时，直流侧估计电压能够直接与相邻时刻的单电压传感器采样值vab之差相对应，从而达到对直流侧电压的实时估计。

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