矩阵变换器是一种交流-交流变换器,其具有功率密度高,可实现能量双向流动,能产生频率和幅值可调的正弦输出电流,能在输入侧实现单位功率因数等特点,在电能变换领域具有广阔的运用前景。各国学者相继提出了矩阵变换器的控制策略,其中,调制型模型预测控制得到了广泛的关注,其具有动态响应快、输出电流波形质量高等特点。但是该方法概念复杂,计算量大,且当系统参数发生变化时,系统控制效果明显下降。因此,本文以矩阵变换器为研究对象,对传统调制型模型预测控制进行简化,同时对系统处于过调制状态和系统负载参数发生变化这两种情况下提出相应的控制策略,主要研究内容有:提出了简化调制型模型预测控制。本文首先阐述了传统调制型模型预测控制的基本原理,包括基本电压矢量的生成、矢量组合的选取以及占空比的计算等内容。针对于传统方法控制复杂、计算量大的问题,本文提出了简化调制型模型预测控制。该简化方法根据输入电压矢量与期望电压矢量这两个矢量所在的扇区对基本电压矢量进行筛选,减少基本电压矢量与矢量组合的数量,从而减小系统的计算量。最后在RT-LAB半实物仿真平台中验证了该简化方法的正确性,并通过对比传统方法与简化方法在控制板中的资源占用量验证了该简化方法的有效性。提出了空间矢量过调制策略。本文首先从理论上分析了简化调制型模型预测控制的调制区边界,并在MATLAB/Simulink进行了仿真验证,最终以基本电压矢量所围成的正六边形作为调制区边界。本文对系统过调制状态提出了空间矢量过调制策略,该策略的核心思想是以顶点落在正六边形上且距离原有控制目标最近的矢量作为新的控制目标。仿真与实验表明,当系统处于过调制状态时加入空间矢量过调制策略,系统的输出波形有明显的改善,系统控制精度明显提高。提出了负载参数辨识策略。本文首先分析了简化调制型模型预测控制负载参数的鲁棒性。由于电路中的负载电阻与控制器中负载模型的电阻参数不同,输出电流与参考电流存在明显误差。本文提出了负载参数辨识策略,通过负载中的输出电压与输出电流的数学关系推导出电路中负载电阻的真实值,及时对控制器中负载模型的电阻参数进行修正,从而保证了系统的控制性能。仿真与实验结果表明,当电路中的负载电阻发生变化时加入负载参数辨识策略,输出电流的幅值不发生突变,能对参考电流进行有效的跟踪,系统的控制精度得到保证。