【技术实现步骤摘要】
一种鲁棒的永磁同步电机无模型预测控制方法及系统
[0001]本专利技术属于永磁同步电机电流控制
，具体涉及一种鲁棒的永磁同步电机无模型预测控制方法及系统。
技术介绍
[0002]目前，表贴式永磁同步电机(SPMSM)因其功率密度大、调速范围宽等优点被广泛应用于工业传动领域。其中，在永磁同步电机的驱动中，位于控制结构的电流环起着非常重要的作用，直接影响电机驱动系统的动态和稳态性能。目前，预测控制是一种响应迅速、概念简单、算法容易实现的控制方法，且逐渐成为永磁同步电机控制的主流方式。
[0003]然而，预测控制的动态和稳态性能严重依赖于永磁同步电机数学模型的准确性，在永磁同步电机实际工程应用中，电机参数如电阻、电感等，随温度、电磁场变化而发生变化时，会导致电机模型参数失配，继而造成电流环出现跟踪静差、控制性能下降，甚至导致系统不稳定。
[0004]无模型预测控制方法是一种不需要电机参数，能够较高效地提高系统鲁棒性的方法。如今，无模型预测控制主要有电流差值和超局部模型两种类型的方法。电流差值法是利用存储的每个...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种鲁棒的永磁同步电机无模型预测控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：在采样周期内对永磁同步电机的三相电流和电压分别进行采样，并进行坐标变换得到两相dq坐标系下d轴、q轴的采样电流i
d
(k)、i
q
(k)和采样电压u
d
(k)、u
q
(k)；步骤2：将所述d轴、q轴的采样电流i
d
(k)、i
q
(k)和d轴、q轴的采样电压u
d
(k)、u
q
(k)输入基于超局部模型构建的滑模观测器，观测得到下一时刻dq坐标系下的定子电流值和集中扰动；步骤3：将所述定子电流值和所述集中扰动代入欧拉离散化后的超局部模型得到d轴、q轴的参考电压值步骤4：利用所述d轴、q轴的参考电压值识别参考电压矢量所处空间电压矢量六边形中的扇区，再基于带垂直优化的过调制策略，利用所处扇区的两个相邻电压矢量和零矢量的占空比，得到逆变器的开关控制信号，以实现对永磁同步电机的控制。2.根据权利要求1所述的永磁同步电机无模型预测控制方法，其特征在于：所述带垂直优化过调制策略的内容包括：利用所述两个相邻电压矢量和零矢量的占空比，识别参考电压矢量所在的调制区域，其中，将空间电压矢量区域分为线性调制区、过调制Ⅰ区和过调制Ⅱ区；若所述参考电压矢量位于所述线性调制区，利用所述两个相邻电压矢量和零矢量的占空比调制产生开关控制信号；若所述参考电压矢量位于所述过调制Ⅰ区，利用垂直法在空间电压矢量边界线上确定由所述两个相邻电压矢量合成的新参考电压矢量，再更新占空比及调制产生开关控制信号；若所述参考电压矢量位于所述过调制Ⅱ区，将所述两个相邻电压矢量中距离最近的一个电压矢量作为新参考电压矢量，再更新占空比及调制产生开关控制信号。3.根据权利要求2所述的永磁同步电机无模型预测控制方法，其特征在于：所述将空间电压矢量区域分为线性调制区、过调制Ⅰ区和过调制Ⅱ区时，对应的划分规则为：若d1+d2≤1，所述参考电压矢量位于线性调制区；若d1+d2＞1且|d1‑
d2|＜1，所述参考电压矢量位于过调制Ⅰ区；若d1+d2＞1且|d1‑
d2|＞1，所述参考电压矢量位于过调制Ⅱ区；式中，d1、d2分别表示所述两个相邻电压矢量的占空比。4.根据权利要求2所述的永磁同步电机无模型预测控制方法，其特征在于：若所述参考电压矢量位于所述过调制Ⅰ区，根据如下公式更新占空比：若所述参考电压矢量位于所述过调制Ⅱ区，根据如下公式更新占空比：
式中，d1、d2、d0分别表示更新后的所述两个相邻电压矢量和零矢量的占空比，表示参考电压矢量，u1、u2为所述两个相邻电压矢量。5.根据权利要求1所述的永磁同步电机无模型预测控制方法，其特征在于：所述滑模观测器为基于自适应指数趋近率的滑模观测器，所述滑模观测器中的控制律为：式中，U
dsmo
和U
qsmo
表示滑模控制律，为自适应系数，k、δ均为大于0的系数，ε为大于0且小于1的系数，λ为设置的比例因子；s为滑模面，包括dq轴方向对应的滑模参数s
d
、s
q
，且定义为dq轴下的定子电流观测值与定子电流采样值之间的误差，具体表示为：其中，是dq轴的定子电流观测值，i
d
、i
q
是dq轴的定子电流采样值，e
d
、e
q
分别表示为d...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴轩，陈波伊，杨美周，吴婷，黄守道，黄晟，汪逸哲，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。