【技术实现步骤摘要】
计及开关频率优化的永磁同步电机模型预测转矩控制方法
本专利技术涉及一种计及开关频率优化的永磁同步电机模型预测转矩控制方法，属于电机驱动及控制领域。
技术介绍
内埋式永磁同步电机(Interiorpermanentmagnetsynchronousmotor，IPMSM)具有功率密度大、体积小、调速性能好等优点近年来在电动汽车等新能源领域得到广泛应用。传统高性能永磁同步电机调速控制方法主要有矢量控制(Vectorcontrol，VC)和直接转矩控制(Directtorquecontrol，DTC)。VC方案主要思想是将定子电流分解成d-q轴电流用以分别控制转子磁链与电磁转矩，具有较好的稳态性能，但也存在坐标变换复杂、PI控制器参数整定困难、动态性能较差等问题；而DTC方案则以IPMSM的转矩作为控制目标，具有结构简单、转矩响应迅速、参数鲁棒性好等优点，同时也存在低速运行状态下转矩脉动大、逆变器开关频率不固定等问题。因此，为了进一步提高直接转矩控制系统性能，近年来，模型预测转矩控制(Modelpredictivetorquecontrol，MPTC)受到了研究者们的广...
【技术保护点】
1.计及开关频率优化的永磁同步电机模型预测转矩控制方法，其特征在于：包括转速PI控制器(1)、模型预测控制模块(2)、全速域价值函数模块(3)、逆变器(4)、坐标变换模块(5)、永磁同步电机(6)和编码器(7)；首先，通过转速负反馈得到的转速增量经转速PI控制器后获得给定转矩Te
【技术特征摘要】
1.计及开关频率优化的永磁同步电机模型预测转矩控制方法，其特征在于：包括转速PI控制器(1)、模型预测控制模块(2)、全速域价值函数模块(3)、逆变器(4)、坐标变换模块(5)、永磁同步电机(6)和编码器(7)；首先，通过转速负反馈得到的转速增量经转速PI控制器后获得给定转矩Teref，再从编码器中获取永磁同步电机的转子电角度θr和电角速度ωr，并获取k时刻的三相定子电流ia，ib和ic，经Clark变换和Park变换后得到k时刻定子电流的d-q分量id和iq；然后，利用模型预测控制模块在线预测k+1时刻的定子电流的d-q分量idk+1，iqk+1和电磁转矩Tek+1，并结合多个控制目标构建全速域价值函数；最后，通过最小化全速域价值函数获得逆变器最优电压矢量；所述的给定转矩Teref获取方法为：将参考速度与实际速度的差值en输入转速PI控制器，根据公式(1)获得参考转矩Teref；式中，kp和ki分别为转速PI控制器的比例增益和积分增益；所述的电角度θr、电角速度ωr以及k时刻定子电流的d-q分量id，iq获取方法为：从编码器中获取永磁同步电机的电角度θr，再经式(2)求电角度θr关于时间的微分，得到电角速度ωr；再测量永磁同步电机k时刻三相定子电流ia，ib和ic，经Clark变换和Park变换后得到k时刻定子电流的d-q分量id和iq；计算k+1时刻定子电流d-q轴分量idk+1、iqk+1和电磁转矩Tek+1的方法为：将得到的d-q轴电流id、iq，转子电角速度ωr以及转子电角度θr输入模块预测控制模块(2)，根据公式(3)获得k+1时刻的预测电流模型，然后根据公式(4)获得k+1时刻电磁转矩预测值Tek+1；式中，udk、uqk为k时刻定子电压在d-q轴分量上的电压；Rs为定子每相电阻；Ld、Lq为直、交轴电感；T为系统的采样周期；ψf为转子永磁体磁链；np为极对数；在全速域价值函数模块(3)中构建低中速区控制目标的价值函数，计算k+1时刻低中速区转矩误差函数gT、低中速区区域收敛函数gMTPA、低中速区电流限制条件函数和低中速区方向选择函数gdir的方法为：根据公式(5)获得k+1时刻的低中速区转矩误差函数gT；将公式(6)和公式(7)联立并令等于0，此时永磁同步电机以最大转矩电流比方式运行，根据公式(8)获得k+1时刻低...
【专利技术属性】
技术研发人员：於锋，田朱杰，吴晓新，刘兴，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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