【技术实现步骤摘要】
一种优化分区调制的永磁同步电机模型预测电流过调制控制方法
本专利技术涉及一种优化分区调制的永磁同步电机模型预测电流过调制控制方法，属于电机驱动及控制领域。
技术介绍
永磁同步电机具有结构简单、运行可靠、功率因数高和效率高等优点，因此被广泛应于航空航天、数控机床和制造业等高性能自动化设备领域。随着电力电子技术的发展，人们对于电机控制系统提出了越来越高的要求，提高逆变器直流母线电压利用率，提升电机转速是亟待满足的需求。过调制技术可以在母线电压不变的情况下，提高直流母线电压的利用率，提高电机的最高转速。传统的过调制技术需要实时调整合成电压幅值及相位，计算量大，对硬件系统要求高，且存在不能实现母线电压的最大化利用，谐波含量高等问题。因此研究一种计算简单，降低控制器成本，有效提高直流母线电压利用率的控制算法，具有广阔的应用前景。
技术实现思路
技术问题：针对上述现有技术，提出一种优化分区调制的永磁同步电机模型预测电流过调制控制方法，能够通过较为简单的控制算法进一步地扩展电机转速范围、提高直流母线电压利用率同...
【技术保护点】
1.一种优化分区调制的永磁同步电机模型预测电流过调制控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：在每一个采样周期，采样电流传感器输出的三相电流信息i
【技术特征摘要】
1.一种优化分区调制的永磁同步电机模型预测电流过调制控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：在每一个采样周期，采样电流传感器输出的三相电流信息is以及编码器输出的电机转速N及电角度θe，并利用Clark/Park变换计算定子电流dq轴分量id和iq；
步骤2：由转速环PI控制器输出得到q轴电流参考值iqref，采用id＝0控制方式，设置d轴电流参考值idref为零；
步骤3：通过电流预测模型获得8个基本电压作用下的dq轴预测电流值id(k+1)和iq(k+1)；
步骤4：根据无差拍控制原理计算出期望电压矢量dq分量udref与uqref，由期望电压矢量幅值|Uref|与输出电压矢量幅值|Uout|关系划分调制区，并根据调制区选择相应的电压矢量；
步骤5：通过价值函数筛选出使得价值函数最小的电压矢量以及使得价值函数次最小的电压矢量，即最优电压矢量uopt和次最优电压矢量usub；
步骤6：在不同的调制区域构建带有罚函数的误差评估函数，通过罚函数确定各个电压矢量的最优作用时间，获得逆变器的最优驱动信号。
2.根据权利要求1所述的一种优化分区调制的永磁同步电机模型预测电流过调制控制方法，其特征在于，所述步骤3包括如下具体步骤：将两电平电压源逆变器的8种工作模式对应的8个电压矢量分别代入式(1)，即得到相应的dq轴预测电流值id(k+1)和iq(k+1)；
式中，id(k)、iq(k)分别为当前采样时刻的d、q轴电流；R为定子电阻；ωe为电角速度；Ld、Lq分别为d、q轴电感值；Ts为采样周期；ud(k)、uq(k)分别为当前采样时刻作用的电压矢量d、q轴电压值，ψf为永磁体磁链。
3.根据权利要求2所述的一种优化分区调制的永磁同步电机模型预测电流过调制控制方法，其特征在于，所述步骤4包括如下具体步骤：
根据无差拍控制原理，令式dq轴电流预测值与dq轴电流参考值idref、iqref相等，如式(2)所示：
由式(1)和式(2)，计算出期望电压矢量的dq轴分量为：
由式(4)计算得到期望电压矢量幅值：
两电平电压源逆变器在线性区输出不失真的最大电压矢量幅值|Uout|Lmax为Udc为逆变器直流母线电压，在过调制区输出的最大电压矢量幅值|Uout|Omax为2Udc/3；当|Uref|<|Uout|Lmax，定义系统处于线性调制区；当|Uout|Lmax<|Uref|<|Uout|Omax，定义系统处于过调制Ⅰ区；|Uref|>|Uout|Omax，则定义系统处于过调制Ⅱ区；由矢量合成平行四边形法则可得，在所述线性调制区作用两个有源矢量、一个零矢量，在所述过调制Ⅰ区作用两个有源矢量，在所述过调制Ⅱ区作用一个有源矢量。
4.根据权利要求1所述的一种优化分区调制的永磁同步电机模型预测电流过调制控制方法，其特征在于，所述步骤5中筛选电压矢量的具体方法为：
首先，由式(5)定义dq轴电流参考值与...
【专利技术属性】
技术研发人员：於锋，李凯凯，刘兴，赵双双，
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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