一种基于预估校正法的永磁同步电机连续集模型预测控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于预估校正法的永磁同步电机连续集模型预测控制方法。首先采集三相永磁同步电机实时的三相电流值和转速，并通过坐标变化得到电流在dq坐标系下的值，接着利用dq坐标系下的电流状态方程得到dq轴电流三步预估值，然后对dq轴电流预估值进行校正得到dq轴电流三步校正值，再构建计及多周期延时补偿的dq轴电压参考值，并对其幅值进行限制，最后通过坐标变换得到αβ轴电压参考值，并经过调制得到功率开关管的驱动信号。本发明专利技术在提高dq轴电流离散化精度的同时兼顾多个控制周期的最优性，并对参考电压幅值进行限制，避免出现负的矢量作用时间，此外还解决了数字控制系统延时的问题，从而提高永磁同步电机模型预测调速系统的动稳态性能。调速系统的动稳态性能。调速系统的动稳态性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于预估校正法的永磁同步电机连续集模型预测控制方法


[0001]本专利技术涉及电机驱动及控制
，具体涉及一种基于预估校正法的永磁同步电机连续集模型预测控制方法。

技术介绍

[0002]永磁同步电机具有体积小、结构简单、功率密度高、调速范围大等优点，被广泛应用在高档数控机床、船舶电力推进系统以及新能源汽车驱动运动等工业领域。模型预测控制是产生于工业过程控制的在线优化控制算法，具有良好的动态控制性能，能够处理复杂约束优化控制问题以及非线性控制问题，随着微控制技术的发展，模型预测控制已被广泛应用于电机控制领域。
[0003]而传统的永磁同步电机有限集模型预测控制策略在采用离散化方法计算预测电流时精度低，同时忽略了由数字控制系统延时带来的动稳态性能差的问题。此外，传统的有限集模型预测控制策略在计算出参考电压后，并未对其幅值进行限制，在给定转速突变或给定负载突变等工况易造成计算出的矢量作用时间为负值，需要进行二次调整。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于预估校正法的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于预估校正法的永磁同步电机连续集模型预测控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：推导永磁同步电机dq轴电流在k+3时刻的三步预估值i
dp
(k+3)及i
qp
(k+3)；步骤2：对dq轴电流在k+3时刻的三步预估值进行校正得到三步校正值i
dc
(k+3)及i
qc
(k+3)；步骤3：由i
dc
(k+3)及i
qc
(k+3)构建计及多周期延时补偿的dq轴电压参考值v
dref
(k+3)及v
qref
(k+3)；步骤4：由v
dref
(k+3)及v
qref
(k+3)计算参考电压幅值，并对参考电压幅值进行限制；步骤5：由反Park坐标变换得到αβ轴电压参考值，并经过调制得到功率开关管的驱动信号。2.根据权利要求1所述的一种基于预估校正法的永磁同步电机连续集模型预测控制方法，其特征在于，步骤1中，具体方法为：电机dq轴电流状态方程为：式中，v
d
、v
q
分别为定子电压d、q轴电压分量；L
d
、L
q
分别为d、q轴电感分量；ω
e
为电角速度；R为定子电阻；ψ
f
代表永磁体磁链；根据一阶前向欧拉公式将式(1)离散化得到dq轴电流在k+1时刻的一步预估值：式中，i
d
(k)、i
q
(k)分别为k时刻的d、q轴电流；i
dp
(k+1)、i
qp
(k+1)分别为k+1时刻的d、q轴电流预估值；ω
e
(k)为k时刻的电角速度；L
d
、L
q
分别为d、q轴电感值；T
s
为采样周期；v
d
(k)、v
q
(k)分别为k时刻作用的电压矢量d、q轴电压值；dq轴电流在k+2时刻的二步预估值：式中，i
dp
(k+2)、i
qp
(k+2)分别为k+2时刻的d、q轴电流预估值；ω
e
(k+1)为k+1时刻的电角速度；v
d
(k+1)、v
q
(k+1)分别为k+1时刻作用的电压矢量d、q轴电压值；dq轴电流在k+3时刻的三步预估值：
式中，i
dp
(k+3)、i
qp
(k+3)分别为k+3时刻的d、q轴电流预估值；ω
e
(k+2)为k+2时刻的电角速度；v
d
(k+2)、v
q
(k+2)分别为k+2时刻作用的电压矢量d、q轴电压值。3.根据权利要求2所述的一种基于预估校正法的永磁同步电机连续集模型预测控制方法，其特征在于，步骤2中，具体方法为：i
dp

【专利技术属性】
技术研发人员：罗来武，顾菊平，张新松，程天宇，杨慧，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：