一种永磁同步电机无差拍预测电流控制误差补偿方法技术

本发明专利技术根据传统无差拍预测电流控制（

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机无差拍预测电流控制误差补偿方法


[0001]本专利技术属于电机控制
，具体涉及一种永磁同步电机无差拍预测电流控制误差补偿方法
。

技术介绍

[0002]在电力电子技术的不断发展下，永磁同步电机具有结构紧凑
、
转矩电流比和效率以及功率密度高
、
容错性良好等特点，广泛应用于机器人
、
电动汽车
、
航空航天等领域
。
电流环作为电流
、
速度
、
位置三环级联控制系统的最内环，其作用至关重要，所以目前有许多研究来优化电流控制，如采用比例
‑
积分
(proportional
–
integral,PI)
控制
、
滑模控制
(sliding mode control,SMC)、
预测控制等方法控制电流
。
[0003]PI
控制由于结构简单
、
运算简单和易于实现等优点，得到了广泛应用
。
但实际中永磁同步电机控制系统是非线性的，而此方法是线性控制算法，因此不能保证同时兼顾响应速度和精度
。SMC
对参数变化和干扰的敏感性低，鲁棒性强
。
但不连续的控制或未建模的动态常常会引起抖振，降低了控制性能
。
[0004]随着离散数字控制技术的发展以及芯片处理能力的不断优化，预测控制因具有结构简单
>、
更好的动态性能而备受关注，得到广泛研究
。
预测控制可分为无差拍预测控制
(deadbeat predictive control,DPC)、
滞后预测控制
、
轨迹预测控制和模型预测控制
(model predictive control,MPC)。
在电流控制方面，无差拍预测电流控制
(Deadbeat predictive current control,DPCC)
具有动态性能好
、
控制精度高等优点，可以结合空间矢量脉宽调制
(space vector pulse width modulation,SVPWM)
输入到逆变器，开关频率固定，相对于其他电流预测控制方法计算简便，因此得到广泛应用
。
但
DPCC
具有对参数敏感的缺点，其控制性能和预测模型中电机参数有关
。
由于温度
、
磁饱和和交叉耦合等因素的影响，导致电机参数失配，进而导致
DPCC
产生稳态误差，不利于控制的性能
。
[0005]为解决上述
DPCC
的问题，目前已有的优化方法有无模型控制法
、
参数辨识
、
扰动观测器补偿等等
。Y.Xu,S.Li and J.Zou
在文献
Integral Sliding Mode Control Based Deadbeat Predictive Current Control for PMSM Drives With Disturbance Rejection
中提出了一种新的方法，将电流误差通过积分滑模项引入到控制信号中进行误差补偿，既能增加鲁棒性又可保证控制性能
。
但在引入积分项的方法当中，当误差较大时不可避免产生积分饱和现象，从而影响系统控制
。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的提供一种永磁同步电机无差拍预测电流控制误差补偿方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供一种永磁同步电机无差拍预测电流控制误差补偿方法，应用于表贴式永磁同步电机，其特征在于，包括以下步骤：
[0008]S1、
输入
d
轴修正前的反馈电流
q
轴修正前的反馈电流
d
轴给定电流
i
d*
(k)
以及
q
轴给定电流
i
q*
(k)
，通过式Ⅰ得到
d
轴修正后的反馈电流和
q
轴修正后的反馈电流；
[0009][0010]其中，
x+y
＝1，0＜
x
＜1，0＜
y
＜1；
[0011]S2、
输入电角速度
ω
e
(k)
，表贴式永磁同步电机
d
轴和
q
轴电感相等，令
L
d
＝
L
q
＝
L
s
，其中，
L
d
表示
d
轴电感，
L
q
表示
q
轴电感，分别通过式Ⅱ和式Ⅲ得到一步延时补偿后的
k+1
时刻
d
轴的预测电流
i
d
(k+1)、k+1
时刻
q
轴的预测电流
i
q
(k+1)、k+1
时刻
d
轴的预测电压
u
d
(k+1)、k+1
时刻
q
轴的预测电压
u
q
(k+1)
；
[0012][0013][0014]其中，
u
d
(k)
表示
k
时刻
d
轴的预测电压，
u
q
(k)
表示
k
时刻
q
轴的预测电压；
[0015]其中，
[0016][0017]其中，
R
s
表示永磁同步电机的定子电阻，
ψ
f
代表永磁体磁链，
T
s
为电流环控制周期；
[0018]S3、
通过式Ⅳ得到削弱积分型滑模补偿的电压；
[0019][0020]其中，
L0表示预测模型中的
dq
轴电感，
α
、m、
ε
为可调系数，
S
d
、S
q
分别为
d
轴和
q
轴的滑模面；
[0021]其中，
[0022]所述滑模面如下：
[0023][0024]其中，饱和函数
μ
＞0表示边界层厚度，
λ
≥
‑1为积分削
弱程度调节因子；
[0025]S4、
根据式
Ⅴ...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种永磁同步电机无差拍预测电流控制误差补偿方法，应用于表贴式永磁同步电机，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
输入
d
轴修正前的反馈电流
q
轴修正前的反馈电流
d
轴给定电流
i
d*
(k)
以及
q
轴给定电流
i
q*
(k)
，通过式Ⅰ得到
d
轴修正后的反馈电流和
q
轴修正后的反馈电流；其中，
x+y
＝1，0＜
x
＜1，0＜
y
＜1；
S2、
输入电角速度
ω
e
(k)
，表贴式永磁同步电机
d
轴和
q
轴电感相等，令
L
d
＝
L
q
＝
L
s
，其中，
L
d
表示
d
轴电感，
L
q
表示
q
轴电感，分别通过式Ⅱ和式Ⅲ得到一步延时补偿后的
k+1
时刻
d
轴的预测电流
i
d
(k+1)、k+1
时刻
q
轴的预测电流
i
q
(k+1)、k+1
时刻
d
轴的预测电压
u
d
(k+1)、k+1
时刻
q
轴的预测电压
u
q
(k+1)
；；其中，
u
d
(k)
表示
k
时刻
d
轴的预测电压，
u
q
(k)
表示
k
时刻
q
轴的预测电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永康，孙德新，季诚胜，尤钱亮，
申请(专利权)人：南通智能感知研究院，
类型：发明
国别省市：