电力电子变换器具有广泛的应用前景，其发展一方面依赖于功率半导体技术的进步，一方面也与控制技术密切相关。目前，常见的应用于电力电子变换器的控制方法主要包括线性控制、滑模控制、重复控制、智能控制等，这些方法各有其优缺点。随着微处理器的发展，将复杂的数字算法应用于电力电子变换器成为可能。模型预测控制(Model Predictive Control，MPC)作为一种数字控制方法，具有概念直观易于理解，结构简单易于实现，能够处理多变量、非线性、带约束的问题等优点，特别适合应用于电力电子变换器控制场合，因此吸引了大量学者进行研究。
　　但现有的MPC算法均严重依赖于预测模型，因此存在对模型参数敏感的缺陷，在模型参数不准确时会造成控制性能恶化、使得控制存在稳态误差，甚至导致控制系统发散。为此，现有文献提出在线观测模型参数、基于观测器对MPC稳态误差进行补偿等方案，但其使用存在诸多限制且实现较为复杂。为简洁地解决该缺陷，文献进一步提出将MPC与PI切换或串级使用以使控制同时具有MPC和PI的特性，但是该方案仍较为复杂，需要额外设计且未充分发挥MPC和PI的优势。
　　基于此，本文提出了一种将MPC与PI控制器并联使用的控制结构，在不需额外设计的情况下使控制同时具有MPC的高动态响应速度与PI控制器的控制鲁棒性和稳态跟踪性能。本文的主要内容有：
　　(1)构建了MPC与PI控制器并联使用的控制结构，并据此分析了并联控制需要解决的问题和可能具有的优势。为实现并联控制，主要的挑战在于让MPC和PI控制器能够同时实现正常闭环控制而不产生控制冲突，为此，本文提出将PI控制器和变换器所构成的闭环控制系统视为一个整体，并将其当做MPC的等效被控对象设计MPC，从而使并联控制同时具有MPC和PI的控制特性。本文将给出等效被控对象的推导与计算方法，并进一步根据该等效被控对象设计MPC，形成并联控制通用设计流程和方法。
　　(2)为展开上述设计方法的通用性，本文以三相并网逆变器并网电流控制和Buck变换器电感电流控制为例，给出了并联控制策略应用于这两种实例的具体设计过程，并根据具体的变换器参数，通过伯德图方法对并联控制参数进行了设计。为验证并联控制策略，基于Matlab/Simulink环境搭建了三相并网逆变器和Buck变换器仿真，并在仿真中将并联控制、单独PI控制以及单独MPC控制进行了对比。仿真结果表明，并联控制既具有类似于MPC的快速动态响应性能，同时能够实现类似于PI的稳态无静差跟踪，使得模型参数误差将只影响并联控制动态性能而对其稳态性能没有影响。
　　(3)对并联控制进行了深入分析：MPC在动态过程中起主要作用以加速动态响应速度，其输出随着PI控制器输出的累积而逐渐衰减为0，进入稳态时PI控制器将提供全部输出以避免参数误差对控制造成影响。受此启发，本文进一步提出数字MPC与模拟PI并联控制结构，以进一步提升并联控制的可靠性和安全性。以Buck变换器为例，本文给出了硬件设计实现方案，搭建了Buck变换器样机，并将并联控制与模拟PI控制和数字MPC控制进行了对比。实验结果表明，在数字控制器正常工作时，并联控制能实现最优控制性能；在数字控制器故障时，变换器能将其从控制回路中隔离，从而在模拟PI的控制下维持变换器的基本运行。