一种改进的永磁同步电机模型预测控制算法制造技术

本发明专利技术提出了一种改进的永磁同步电机模型预测算法，属于计算、控制及登记表测试领域。该算法根据永磁同步电机的空间矢量图，求解出永磁同步电机的期望电压矢量角，并判定期望的电压矢量所处扇区，从而确定在本次开关周期内MPC算法需要遍历的开关状态集合，而集合内开关状态的数量也由原来的7种变为改进之后的3种。与传统的MPC方法相比，本发明专利技术提出的方法可以显著地减少算法的计算时间，从而缩短开关周期，而控制间隔的减小可使系统具有较好的动态响应特性和较小的纹波电流。

【技术实现步骤摘要】
201610131050

【技术保护点】
一种改进的永磁同步电机模型预测控制算法，其特征在于，(1)测量电压、电流、转子位置和转子速度，并求出电流期望值通过电压传感器得到逆变器直流母线侧的电压Udc(k)；由电流传感器测得永磁同步电机定子侧三相电流值ia(k)、ib(k)、ic(k)，经过PARK变换，得到旋转坐标系下的交、直轴电流值iq(k)和id(k)；再由电机上的增量式编码器测得电机转子的位置(电角度)θe(k)和速度(电角速度)ωe(k)；采用的是直轴电流的期望值恒为0；而交轴电流的期望值是由速度反馈得到的，转速误差作用于控制器；(2)求出期望的电压矢量角方程电压矢量角方程为θv＝θe+δ+π/2，其中功角δ＝arctan(ψq/ψd)，而在一个开关周期内，θe看成常量，即当前时刻测得的转子电角度θe(k)；由直、交轴电流期望值和得到当前时刻期望得到的直轴磁链和交轴磁链从而求出当前时刻期望的功角修改上面的矢量角方程θv＝θe+δ+π/2就得到了期望的电压矢量角方程θvref＝θe(k)+δ*+π/2；其中为功率因数角，φ为内功率因数角，δ为功角或转矩角，θe为转子电角度，ωe为电角速度，ψf为永磁体磁链；当忽略定子电阻时，定子磁链ψs与定子上的电压矢量us相差π/2；(3)根据期望电压矢量角确定开关状态集合根据求出的期望电压矢量角θvref判定期望的电压矢量所在扇区，将扇区边界的电压矢量所对应的开关状态(2种)和零矢量对应的开关状态(1种)组成开关状态集合(共3种)；(4)找出下一个开关周期所要应用的开关状态根据永磁同步电机离散化方程(1)得到与这些开关状态相对应的电流预测值id(k+1)、iq(k+1)；id(k+1)iq(k+1)=F(k)id(k)iq(k)+Gud(k)uq(k)+H(k)---(1)]]>式中，其中T是开关周期，R是定子电阻，L是定子电感；ud(k)、uq(k)是由逆变器的输出电压经过PARK变换得到的，而逆变器的输出电压正是由开关状态和直流母线电压Udc(k)决定；每一种开关状态，对应着一组电流预测值id(k+1)、iq(k+1)；找出使质量函数最小的一组id(k+1)和iq(k+1)及其对应的开关状态，这个开关状态就是系统在下一个开关周期(k+1表示)所要应用的开关状态。...

【技术特征摘要】
1.一种改进的永磁同步电机模型预测控制算法，其特征在于，(1)测量电压、电流、转子位置和转子速度，并求出电流期望值通过电压传感器得到逆变器直流母线侧的电压Udc(k)；由电流传感器测得永磁同步电机定子侧三相电流值ia(k)、ib(k)、ic(k)，经过PARK变换，得到旋转坐标系下的交、直轴电流值iq(k)和id(k)；再由电机上的增量式编码器测得电机转子的位置(电角度)θe(k)和速度(电角速度)ωe(k)；采用的是直轴电流的期望值恒为0；而交轴电流的期望值是由速度反馈得到的，转速误差作用于控制器；(2)求出期望的电压矢量角方程电压矢量角方程为θv＝θe+δ+π/2，其中功角δ＝arctan(ψq/ψd)，而在一个开关周期内，θe看成常量，即当前时刻测得的转子电角度θe(k)；由直、交轴电流期望值和得到当前时刻期望得到的直轴磁链和交轴磁链从而求出当前时刻期望的功角修改上面的矢量角方程θv＝θe+δ+π/2就得到了期望的电压矢量角方程θvref＝θe(k)+δ*+π/2；其中为功率因数角，φ为内功率因数角，δ为功角或转矩角，θe为转子电角度...

【专利技术属性】
技术研发人员：高逍男，陈希有，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21