代表成果一：针对预测控制电能质量差的问题，提出了基于“时间最优”方法的多矢量直接预测控制策略，完善丰富了预测控制多矢量开关优化的理论体系，显著提高了大功率海工驱动装备预测控制的稳态性能。

本研究方向设计并实现了基于“时间最优”的多开关矢量预测控制策略，并应用于海上永磁同步风力发电及海工电机驱动系统。相比单个采样周期仅能输出一个开关矢量的传统直接控制方法，所提方法无需减小控制周期，在相同工况下将输出电流的谐波含量从传统方案的9%降低到2%左右，显著提升了系统稳态控制性能和电能质量。

代表成果二：针对传统预测控制结构杂糅、调试复杂的问题，提出了“近似集中预测控制”方法，简化了海上风电系统预测控制级联控制环路，精简了调试参数，显著提升了动态性能；提出基于“单周期开关预判”及“球形解码”的直接预测控制方法，显著提升了预测控制实时计算效率。

本研究方向提出并验证了一种“近似集中预测控制”方法。相比传统控制环路级联式方案，该方法采用参考动态生成技术，移除了母线电压控制环路，简化了控制结构，降低了参数调节复杂度，解决了系统因非最小相位状态而出现的失稳现象，并显著提高了母线电压的动态响应性能。

为在海工驱动装备等复杂系统上实时应用预测控制方法，本研究方向分别提出并验证了基于“单周期开关预判”和“球形解码”的高效直接预测控制策略，并应用于慕尼黑工业大学与ABB的两项联合工业项目：“并网背靠背永磁同步风力发电”和“五电平大功率变流器电机驱动系统”。对比传统方案穷举方案，所提方法计算量分别降低79.6%（单步长预测）和89.2%（长步长预测）。

代表成果三：针对预测控制鲁棒性、可靠性不高的问题，提出了基于“初始偏置补偿”的虚拟磁链预测控制方法，及“鲁棒内环预测模型”的电流预测控制策略，显著提升了预测控制在海上复杂工况下参数及反馈变量不准时的控制性能，并提出了功率器件结温预测方法，实现了变流系统动态热管理，显著提升了系统可靠性。

本研究方向分别提出了基于“初始偏置补偿”的虚拟磁链预测控制方法和基于“鲁棒内环预测模型”的电流预测控制策略。克服了采用频域滤波器估测电压矢量导致的时滞效应，将并网变流器功率控制的动态响应速度提升到一个采样周期，达到采样控制系统的物理极限；并在无需系统参数辨识环节的情况下，显著提高了风力发电系统在参数变化时的控制效果（稳态电流总谐波降低了27%）和鲁棒性（两倍参数畸变的极端情况下系统不失稳）。

本研究方向基于功率器件的Cauer热阻抗网络模型，创新性地采用了模型预测控制技术精准预测器件热流参数的变化，提出了PN结结温精准预测方法，稳态预测误差不超过1℃。根据预测值进行控制和预警，可从根源上避免结温过高导致的器件故障，大幅提升了运行可靠性；并可为功率器件热监测、热控制、功率调配和散热器的设计提供数据支撑，提高了开关器件可靠性及系统效率。

代表性成果四：针对规模化海工装备组成的海上能源系统协同优化差、通信带宽要求高的问题，提出兼顾功率精确分配与电压、频率精准调节的动态一致性鲁棒预测控制策略，显著提高了海上能源系统的出力分配精度，并创新性地引入信息科学领域的“事件触发”思想，显著降低了海上能源系统协同优化控制策略对通信带宽的要求。

本研究方向提出了基于动态一致性算法的海上交直流混联能源系统分布式统一协同预测控制策略。所提方法化集中式控制为分布式控制，使用分布式变流装备上的控制器，仅利用邻居节点的电压信息将母线平均电压调节至额定值，同时实现了电压调节和功率分配目标，在交流系统中，通过对虚拟电容串并联实现了准确的无功功率分配。极大地简化了分布式控制的实现。

本研究方向为降低分布式控制对通信的依赖，跳出传统的连续周期性控制思想，在海上能源系统分布式控制中引入事件触发机制，仅在满足触发条件时计算或改变控制的输入，实现了通信资源的高效利用。