基于模型预测控制的永磁同步电机直接转矩控制方法技术

一种基于模型预测控制的永磁同步电机直接转矩控制方法，属于控制技术领域。本发明专利技术的目的是基于扩展卡尔曼估计和模型预测控制的电动汽车轮毂电机驱动控制系统能很好的改善现有技术存在缺点的基于模型预测控制的永磁同步电机直接转矩控制方法。本发明专利技术首先利用扩展卡尔曼原理，完成电机驱动系统估计器设计，其次将估计器得到的转矩和磁链值作为反馈值，连同参考给定值传递给电机控制系统控制器，最后通过求解目标函数对应的最优控制问题，完成系统对电机转矩和磁链快速准确的跟踪控制。本发明专利技术有效避免了复杂的坐标变化和电机模型中电流量耦合问题，降低了系统的复杂度，提高了系统的动态响应速度和系统控制效果的直观性、可靠性。

【技术实现步骤摘要】
基于模型预测控制的永磁同步电机直接转矩控制方法
本专利技术属于控制

技术介绍
随着人们对生活质量的不断追求和汽车工业的快速发展，近些年我国的汽车保有量持续稳定增长，石油对外依存度不断提高，已严重威胁到我国的能源安全。大量燃油汽车使用进一步加剧了环境的恶化。由于电动汽车高能效、零排放、低污染的优势已然成为了未来汽车的发展趋势。我国自2001年就已经开始实施了针对电动汽车的电池、电机、电控等关键核心技术的重大科研专项。轮毂电机驱动的电动汽车是近些年的研究热点，这种电动汽车的最大特点是将电机安装在电动汽车的车轮上，电机产生的驱动力矩直接作用于车轮，省去传统汽车复杂的机械传动装置，节省空间，提高汽车舒适度，且能实现汽车的轻量化。除此之外，轮毂驱动系统实现了汽车各个驱动轮的独立精确控制，提高了驱动系统对汽车的控制力，极大的改善了汽车在各种路面下的驾驶稳定性。轮毂电机驱动系统是电动汽车关键部件之一，驱动系统的主要任务是快速准确的跟踪由电动汽车整车控制器综合驾驶员需求、路况信息等外界条件计算出的转矩命令，由于电机驱动系统是驱动车辆行驶的能量转化直接载体，所以一直影响着车辆的动力性和经济性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模型预测控制的永磁同步电机直接转矩控制方法，其特征在于：电机的相关参数如表1所示：表1 永磁同步电机相关参数

【技术特征摘要】
1.一种基于模型预测控制的永磁同步电机直接转矩控制方法，其特征在于：电机的相关参数如表1所示：表1永磁同步电机相关参数永磁同步电机在d-q坐标系下的数学模型如下：电压方程:磁链方程:电磁转矩方程：1、扩展卡尔曼估计估计器的目的是利用可测量的ud、uq、id、iq作为EKF估计器的输入，通过估计器计算得到实时的和作为控制器的反馈量；a、对状态变量进行估计得出估计值：x(k+1/k)＝x(k)+T*(f(x(k),u(k)))(4)b、状态估计值所对应的协方差矩阵：c、滤波增益用如下公式进行表示：K(k+1)＝Pk+1/k*HT*[HPk+1/kHT+R]-1(6)d、状态更新之后所对应的状态误差协方差阵：Pk+1＝Pk+1/k-K(k+1)*H*Pk+1/k(7)e、状态更新之后的最优估计值：x(k+1)＝x(k+1/k)+K(k+1)(y(k+1)-h(x(k+1),u(k+1)))(8)由以上公式得到磁链的最优估计值，根据坐标变换和公式(3)可得到转矩的反馈值；2、基于模型预测控制的电机驱动系统控制器1)逆变器建模定义逆变器三相相电压为式中，udc为直流电源的电压值，uiN表示三相电压(i为a、b或c)，由于上下桥臂的开关闭合状态正好相反，可...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海艳，陈虹，冯宇驰，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22