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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种eVTOL飞行器用五电平逆变器控制系统及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：CN120454520B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-09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：202510941466.X，技术领域涉及：H02M7/487；该发明授权一种eVTOL飞行器用五电平逆变器控制系统及方法是由申科;杨勇星;张敏;温雨凯;梁培鑫设计研发完成，并于2025-07-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种eVTOL飞行器用五电平逆变器控制系统及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种eVTOL飞行器用五电平逆变器控制系统及方法，属于五电平逆变器领域，包括：三相阻感负载，用于模拟阻感特性；ANPC‑5L逆变系统，用于驱动三相阻感负载；电流采样模块，用于实时采集ANPC‑5L逆变系统的三相输出电流；参考三相电流产生模块，用于生成参考三相输出电流，以作为ANPC‑5L逆变系统的三相输出电流的目标值；控制模块，用于实现对ANPC‑5L逆变系统的多目标协同控制。采用上述一种eVTOL飞行器用五电平逆变器控制系统及方法，不仅可以实现飞跨电容电压的动态稳定，而且能保证输出电流的波形质量，还能限制最大共模电压的幅值不超过直流母线电压的六分之一，从而提升逆变器可靠性。

本发明授权一种eVTOL飞行器用五电平逆变器控制系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种eVTOL飞行器用五电平逆变器控制系统的方法，其特征在于：eVTOL飞行器用五电平逆变器控制系统包括： 三相阻感负载，用于模拟eVTOL电机的阻感特性； ANPC-5L逆变系统，用于将直流电源的电能转换为三相交流电，以驱动三相阻感负载； 电流采样模块，用于实时采集ANPC-5L逆变系统的三相输出电流； 参考三相电流产生模块，用于生成参考三相输出电流，以作为ANPC-5L逆变系统的三相输出电流的目标值； 控制模块，用于通过集成模型预测思想与空间矢量调制，实现对ANPC-5L逆变系统的多目标协同控制，并通过闭环控制策略，利用电流采样模块的反馈电流与参考三相电流产生模块的参考三相输出电流，对ANPC-5L逆变系统的开关状态进行优化调节，实现三相输出电流对参考三相输出电流的跟踪控制； 方法包括以下步骤： S1、采集ANPC-5L逆变系统的三相输出电流，以及生成参考三相输出电流：假定系统的采样周期为，在第次采样周期的开始时刻，利用电流采样模块实时采集ANPC-5L逆变系统中a相功率转换单元、b相功率转换单元和c相功率转换单元的三相输出电流，、和分别表示a相、b相和c相输出电流； 在第次采样周期的开始时刻，通过参考三相电流产生模块可以得到参考三相输出电流，、和分别表示a相、b相和c相参考电流； S2、对ANPC-5L逆变器系统建立离散化数学建模，获得电压与电流之间的约束关系； 步骤S2具体包括以下步骤： S21、以第一直流母线电容与第二直流母线电容之间的中点为零电位参考点，则ANPC-5L逆变系统的三相输出电压与三相阻感负载的中点处的电压之间的关系为： 1； 式中，、和分别表示ANPC-5L逆变系统的a相、b相和c相输出电压；表示负载电感值；表示负载电阻； 同时，定义ANPC-5L逆变系统的a相功率转换单元、b相功率转换单元和c相功率转换单元的开关状态由低频桥臂和高频桥臂共同决定，记为四元组，此时利用开关状态将ANPC-5L逆变系统的三相输出电压映射为5个离散等级，实现多电平输出： 2； 式中，表示三相开关状态，、和分别表示a相功率转换单元、b相功率转换单元和c相功率转换单元的开关状态；表示直流母线电压； 联立公式1和公式2得到： 3； 式中，、和分别表示ANPC-5L逆变系统的相、相、相分别相对于三相阻感负载的中点的输出电压； S22、对公式1进行离散化，得到第次采样周期的预期参考三相输出电压为： 4； 式中，、和分别表示第次采样周期的预期a相、b相和c相参考输出电压；、和分别表示第次采样周期的a相、b相和c相输出电流；、和分别表示第次采样周期的a相、b相和c相参考输出电流； S23、基于公式4，在跟踪预期参考三相输出电压的同时，考虑计算负担，定义的代价函数和共模电压： 5； 6； 式中，、和分别表示a相、b相和c相的参考输出电压；、和分别表示第次采样周期ANPC-5L逆变系统的a相、b相、c相分别相对于三相阻感负载的中点的输出电压； S3、基于空间矢量调制策略，结合代价函数滚动确定参考电压矢量所在的矢量三角形以及低频开关管的驱动信号； 步骤S3具体包括以下步骤： S31、将三相开关状态转换为坐标系下的电压矢量，获得电压矢量图； S32、以低频桥臂开关状态为基准，选择6个均匀分布的特征矢量作为扇区边界，获得6个扇区，每个扇区对应一组低频开关管状态组合，并利用公式5对6个特征矢量进行滚动优化，确定参考电压矢量所在的目标扇区； S33、以目标扇形内的特征矢量为中心确定3个六边形区域和1个菱形区域，将3个六边形区域和1个菱形区域对应的电压矢量代入并公式5进行滚动优化，确定目标中区域； S34、当目标中区域为六边形区域时，提取六边形区域的6个顶点电压矢量，通过公式5筛选出代价最小的2个顶点电压矢量，并引入六边形区域对应的特征矢量，构成三元矢量组； 当目标中区域为菱形区域时，提取菱形区域的4个顶点电压矢量，通过公式5筛选出代价最小的3个顶点矢量，构成三元矢量组； 利用三元矢量组构成参考电压矢量所在的矢量三角形； S4、基于矢量三角形计算各参考电压矢量作用持续时间，并合成参考电压矢量，通过调整占空比实现直流母线电容和飞跨电容电压平衡，生成高频开关管的驱动信号； S5、分别将生成的低频开关管和高频开关管的驱动信号分配给低频开关管和高频开关管。

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