一种高动态低计算量的PMSM控制方法技术

本发明专利技术公开了一种高动态低计算量的PMSM控制方法，首先建立PMSM离散数学模型，然后进行时间最优动态轨迹规划，接下来分别在电压限幅条件下和电流限幅条件下对时间最优轨迹求解，得到最终的PMSM控制方法。本发明专利技术采用单步模型预测电流控制，在考虑电压和电流限幅的情况下，获得最快速的瞬时电流和转矩的跟随，实现动态全局时间最优轨迹的迭代计算，提高动态性，相比PI调节器，具有更优秀的动态性能。具有更优秀的动态性能。具有更优秀的动态性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高动态低计算量的PMSM控制方法


[0001]本专利技术属于电机控制
，具体涉及一种PMSM控制方法。

技术介绍

[0002]永磁同步电动机(PMSM)具有效率高、可靠性好、功率因数大、功率密度大等优点，在工业上得到了广泛的应用。PMSM数学模型具有非线性、强耦合的特点，使得其控制复杂。在PMSM驱动控制领域，为了获得更好的控制性能，许多线性/非线性控制方法被用于PMSM的驱动，如矢量控制、直接转矩控制、模型预测控制、神经网络控制等。
[0003]在强耦合的被控对象中，动态响应过程中的快速性与超调两个指标是矛盾的，无法兼顾。采用比例积分(PI)控制的矢量控制方法是电驱动系统应用最为广泛的控制方法，设计简单可靠性强。但由于数字离散积分器存在固有的饱和相应，制约了系统的响应速度。直接转矩控制采用转矩和磁链的滞环比较控制，控制方法简单，但是实际控制过程中，电机转矩脉动非常大。鲁棒自适应控制适用于解决系统模型中不确定性问题，可以实现对PMSM转子位置及速度的有效跟踪，既能够保证不确定系统的稳定性而且能够根据实际系统的需求修正控制规律及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高动态低计算量的PMSM控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立PMSM离散数学模型；对PMSM的连续域数学模型，应用前向欧拉公式进行离散化得到离散数学模型：i
s
(k+1)＝A
e
i
s
(k)+B
e
u
s
(k)+C
e
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中：C
e
＝[0
ꢀ‑
ψ
f
T
s
ω
e
(k)/L
q
]
T
i
s
(k)＝[i
d i
q
]u
s
(k)＝[u
d u
q
]
TT
其中，k表示时刻，T
s
表示采样周期，ψ
f
表示永磁体磁链，ω
e
(.)表示电机电角速度，L
d
表示d轴电感，L
q
表示q轴电感，i
d
表示d轴电流，i
q
表示q轴电流，u
d
表示直轴电压，u
q
表示交轴电压，R
s
表示定子绕组电阻；步骤2：时间最优动态轨迹规划；将单步模型预测电流控制在一个采样周期内并施加一个最优电压矢量，最优电压矢量V(.)
best
由评价函数g(.)计算，如式(2)：式中：j＝0，...，7表示8个基本电压矢量；采用穷举法将参考电流以及经过误差校正后的PSMS参数进行带约束的二次寻优求解，得到下一个控制周期的最优电压空间矢量[u
d
，u
q
]，并通过逆变器开关管的开关逻辑直接将该电压矢量输出；设计PSMS时间最优轨迹的评价函数：式中，N表示PSMS动态过程所需的总步数，T
step
表示PSMS动态过程每一步所需的时间；步骤3：时间最优轨迹求解；利用庞特里亚金最小值定理，在给定电压限幅的条件下，实时计算从初始状态到给定状态的时间最优的一条电流轨迹；忽略PSMS状态方程中的电阻分量，且认为定子电感d
‑
q轴分量为常数，则PSMS的简化状态方程为：式中：x(t)＝[x
d
(t)，x
q
(t)]
T
＝[L
d
i
d
+ψ
f
，L
q
i
q
]
T
——状态变量；u(t)＝[u
d
(t)，u
q
(t)]
T
——电压矢量；
初始状态为：x(t0)＝[x
d
(t0)，x
q
(t0)]
T
；给定状态为：x(t
f
)＝[x
d
(t
f
)，x
q
(t
f
)]
T
；t0——初始时刻；t
f
——到达给定状态时刻；将PSMS从初...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪远林，马志炳，窦满峰，周博，吴旋，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：