【技术实现步骤摘要】
基于离散占空比的永磁电机系统无权重预测转矩控制方法
本专利技术涉及永磁同步电机控制领域，特别涉及在预测转矩控制策略的情况下，兼顾电机的运行性能的电机控制领域，具体是涉及了一种基于离散占空比的永磁电机系统无权重预测转矩控制方法。
技术介绍
永磁同步电机具有结构简单、高转矩输出能力、高功率因数等优点，被广泛应用于电动汽车、轨道交通、航天航空等诸多工业领域。近些年，随着电力电子技术和微处理器的飞速发展，模型预测控制算法逐渐被应用于电力电子控制和电机控制等领域。目前，针对电压源逆变器馈电的永磁同步电机驱动系统，其常用的模型预测控制策略为有限控制集模型预测转矩控制，其原理是以逆变器的8种开关状态所对应的基本电压矢量作为备选矢量，依次代入至永磁同步电机的预测模型中，分别预测出对应的系统的未来响应。而后采用价值函数对每种开关状态所产生的未来响应进行评估，进而选出最优的开关状态。传统的有限控制集模型预测转矩控制策略结构简单，动态响应速度快，系统鲁棒性强，但对转矩和磁链的控制精度有限，这主要是由于传统控制集中只包含8个备选矢量，具体为6个幅值和相角均固定的有效矢量以及2个零矢量，从...
【技术保护点】
1.一种基于离散占空比的永磁电机系统无权重预测转矩控制方法，其特征在于，方法包括以下步骤：步骤1：构建扩展控制集对于永磁同步电机系统中的两电平三相电压源型逆变器具有八个开关状态，八个开关状态对应八个基本电压矢量，八个基本电压矢量分别为六个有效矢量和两个零矢量，从6个有效矢量中选择任意两个相邻的有效矢量并分别记为电压矢量Vn和Vm，再从两个零矢量中选择任意一个记为电压矢量VZ，以三个基本电压矢量合成备选矢量表示为：Vnm＝Vndn+Vmdm+VZdZ (1)式中，dn,dm和dZ分别表示三个基本电压矢量Vn、Vm和VZ的占空比，满足dn+dm+dZ＝1；将占空比[0,1...
【技术特征摘要】
1.一种基于离散占空比的永磁电机系统无权重预测转矩控制方法，其特征在于，方法包括以下步骤：步骤1：构建扩展控制集对于永磁同步电机系统中的两电平三相电压源型逆变器具有八个开关状态，八个开关状态对应八个基本电压矢量，八个基本电压矢量分别为六个有效矢量和两个零矢量，从6个有效矢量中选择任意两个相邻的有效矢量并分别记为电压矢量Vn和Vm，再从两个零矢量中选择任意一个记为电压矢量VZ，以三个基本电压矢量合成备选矢量表示为：Vnm＝Vndn+Vmdm+VZdZ(1)式中，dn,dm和dZ分别表示三个基本电压矢量Vn、Vm和VZ的占空比，满足dn+dm+dZ＝1；将占空比[0,1]区间平均离散成M(M≥2)份，占空比dn,dm,和dZ均有(M+1)种选择，在电压矢量Vn和Vm确定的情况下，备选矢量的选择个数为(M+1)(M+2)/2；将这(M+1)(M+2)/2个备选矢量组成备选矢量集合记为表示集合中的第y个备选矢量，y＝1,2,…,(M+1)(M+2)/2，n和m分别表示电压矢量Vn和Vm在基本有效矢量中的序数；随n和m的不同，共有和六个集合，将六个集合的总和定义为扩展控制集；步骤2：倒三角矩阵的构建：用倒三角矩阵中的每个元素的行、列号信息表示组成备选矢量集合中每一个备选矢量的三个基本电压矢量的占空比信息；步骤3：参考定子电压矢量的求解；步骤4：无权重系数价值函数的构建；无需权重系数的价值函数构建为：式中，是参考定子电压矢量；ui表示扩展控制集中任一的第i个备选矢量；步骤5：简化模型预测转矩控制算法：获得最优矢量，用最优矢量进行无权重预测转矩控制。2.根据权利要求1所述的一种基于离散占空比的永磁电机系统无权重预测转矩控制方法，其特征在于：所述的步骤2具体为：建立倒三角矩阵，其中元素行号用r表示，元素列号用c表示，与合成备选矢量的三个基本电压矢量的占空比dn,dm和dZ之间的关系采用以下公式表示并且规律排布：3.根据权利要求2所述的一种基于离散占空比的永磁电机系统无权重预测转矩控制方法，其特征在于：所述的步骤2中，倒三角矩阵存储备选矢量集合时，将备选矢量集合中的所有备选矢量按照以下方式规律排列在倒三角矩阵中；(1)在倒三角矩阵中，位于同一行的备选矢量中占空比数值满足dn相同，dm逐列向右增加，即在备选矢量中，电压矢量Vn对电磁转矩的作用效果相同，电压矢量Vm对电磁转矩的作用效果逐列向右加强；(2)在倒三角矩阵中，位于同一列的备选矢量中占空比数值满足dm相同，dn逐行向下增加，即在备选矢量中，电压矢量Vm对电磁转矩的作用效果相同，电压矢量...
【专利技术属性】
技术研发人员：史婷娜，肖萌，谷鑫，夏长亮，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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