一种基于SD-MPM的PMSM电流预测控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于SD‑MPM的PMSM电流预测控制方法，包括，计算永磁同步电机的电压状态方程，得到模型参数失配等效电压扰动的数学表达式；基于观测器理论、结合数学表达式构建电流及等效电压扰动观测模型以观测k+1时刻的电流和等效电压扰动；利用k时刻的电流参考值预测k+2时刻的电流参考值；根据观测模型观测到的电流和k+2时刻预测的电流参考值计算得到k+1时刻的电压矢量；利用目标函数策略得到补偿后的输出电压矢量并代入代价函数中进行优化，输出优化结果，完成预测控制。本发明专利技术能够优化电流环控制带宽，改善模型参数不准确带来的稳态误差，以及解决观测器参数出现误差时不收敛为零的问题，优化了控制系统的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SD-MPM的PMSM电流预测控制方法
本专利技术涉及电机控制的
，尤其涉及一种基于SD-MPM的PMSM电流预测控制方法。
技术介绍
永磁伺服系统以永磁同步电机(PMSM)为执行部件，其典型特征是非线性、不确定性、时变性，永磁伺服系统具有功率密度高、效率高等特点，已经成为许多工业应用的最佳选择，尤其在先进制造领域、电力驱动领域具有巨大的发展潜力。永磁伺服系统包括位置控制环、速度控制环和电流控制环三个环路。最内环为电流控制环，电流控制环的性能限制了永磁伺服系统的总体性能，因此研究电流控制环的控制算法是非常重要的。目前国内外学者提出了多种电流控制算法，PI控制结构简单并且稳定可靠，但是无法在非线性系统的整个运行范围内兼顾动稳态性能；滞环控制具有控制方法简单，鲁棒性强等优点，但是其开关频率不固定，不能对噪声和谐波进行控制；智能控制不依赖于系统的数学模型，鲁棒性强，但是其算法复杂度很高，计算量很大，对控制器硬件的要求也非常苛刻；电流预测控制算法包含了永磁伺服系统的非线性属性，使得系统在运行范围内拥有良好的动态响应和较小的电流谐波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SD-MPM的PMSM电流预测控制方法，其特征在于：包括，/n计算永磁同步电机的电压状态方程，得到模型参数失配等效电压扰动的数学表达式；/n基于观测器理论、结合所述数学表达式构建电流及等效电压扰动观测模型以观测k+1时刻的电流和等效电压扰动；/n利用k时刻的电流参考值预测k+2时刻的所述电流参考值；/n根据所述观测模型观测到的所述电流和所述k+2时刻预测的所述电流参考值计算得到k+1时刻的电压矢量；/n利用目标函数策略得到补偿后的输出电压矢量并代入代价函数中进行优化，输出优化结果，完成预测控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于SD-MPM的PMSM电流预测控制方法，其特征在于：包括，
计算永磁同步电机的电压状态方程，得到模型参数失配等效电压扰动的数学表达式；
基于观测器理论、结合所述数学表达式构建电流及等效电压扰动观测模型以观测k+1时刻的电流和等效电压扰动；
利用k时刻的电流参考值预测k+2时刻的所述电流参考值；
根据所述观测模型观测到的所述电流和所述k+2时刻预测的所述电流参考值计算得到k+1时刻的电压矢量；
利用目标函数策略得到补偿后的输出电压矢量并代入代价函数中进行优化，输出优化结果，完成预测控制。


2.根据权利要求1所述的基于SD-MPM的PMSM电流预测控制方法，其特征在于：所述永磁同步电机在同步旋转坐标系下的数学模型，包括，



其中，ud(k)和uq(k)为k时刻的dq轴采样电压，id(k)iq(k)为k时刻的dq轴采样电流，由于采用的是表贴式永磁同步电机(SPMSM)，因此其交轴与直轴电感近似相等为Ld＝Lq＝L，Ψf为电机的磁链，ωe为转子电角速度，R为电机的定子电阻。


3.根据权利要求2所述的基于SD-MPM的PMSM电流预测控制方法，其特征在于：若考虑系统扰动参数至永磁同步电机电压方程中，则包括，



其中，和分别为k时刻扰动补偿后的电压量，和分别为k时刻电机的等效电压扰动。


4.根据权利要求3所述的基于SD-MPM的PMSM电流预测控制方法，其特征在于：还包括，



其中，ΔR为电阻扰动，ΔL为电感扰动，ΔΨf为磁链扰动。


5.根据权利要求1～4任一所述的基于SD-MPM的PMSM电流预测控制方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爽，陈康，赵剑飞，
申请(专利权)人：上大电气科技嘉兴有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33