【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电机驱动控制，尤其涉及一种永磁同步电机控制方法及系统。
技术介绍
1、模型预测控制(model predictive control，mpc)是一种控制策略，可以基于对系统动态行为的预测来进行控制决策。在实际应用中，可以将mpc应用至永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor，pmsm)的驱动控制中。mpc可以通过当前时刻的系统状态进行预测，得到未来时间某一参数的预测结果。然后，根据当前时刻的系统状态和预测的结果，确定控制策略，基于控制策略控制永磁同步电机。接着，进入下一个控制时刻，再次进行预测和控制决策。这样不断地重复预测和控制决策的过程，从而实现对永磁同步电机的动态优化控制。
2、实际控制方法可以是，基于当前永磁同步电机的定子电流值，预测出未来时间的定子电流值，基于当前的定子电流值和预测出的定子电流值，对八个基本空间矢量进行组合，确定出用于驱动永磁同步电机的电压矢量组合，基于电压矢量组合控制驱动器的开关状态，以使驱动器驱动永磁同步电机。
3、永磁同步电机处于不同的状态时，需要不同的电压矢量组合，如果矢量选择不当，可能会导致控制输出不准确，进而产生电流纹波。然而，八个基本电压矢量的数量有限，导致电压矢量选择的受到限制，可能不足以覆盖永磁同步电机所有的控制需求，导致电流纹波较为明显。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种永磁同步电机控制方法及系统，以解决传统控制方法中电压矢量可选择数量少而导致的电流纹波较为
2、第一方面，本申请实施例提供一种永磁同步电机控制方法，包括：
3、获取k时刻永磁同步电机的转子电角速度获取k时刻的d-q轴定子电流以及获取d-q轴定子参考电流
4、将d-q轴定子电流输入至龙伯格观测器，得到k+1时刻的d-q轴观测电流
5、基于转子电角速度d-q轴定子参考电流及d-q轴观测电流计算d-q轴定子参考电压矢量
6、基于d-q轴定子参考电压矢量d-q轴观测电流及八个基本电压空间矢量vbv，确定最优电压矢量vopt1和次优电压矢量vopt2；
7、基于最优电压矢量vopt1和次优电压矢量vopt2构成的矢量组合，计算逆变器的三相开关状态；
8、基于三相开关状态配置逆变器，以利用逆变器驱动永磁同步电机。
9、在一种可实现的方式中，d-q轴定子参考电压矢量包括d轴定子参考电压矢量及q轴定子参考电压矢量
10、d-q轴定子参考电流包括d轴定子参考电流及q轴定子参考电流
11、d-q轴定子电流包括d轴定子电流及q轴定子电流
12、基于转子电角速度d-q轴定子参考电流及d-q轴观测电流计算d-q轴定子参考电压矢量的步骤是基于以下公式1计算的；
13、公式1：
14、其中，为d轴定子参考电压矢量，为q轴定子参考电压矢量，r为电机定子电阻，为d轴定子参考电流，为q轴定子参考电流，为k时刻的d轴定子电流，为k时刻的q轴定子电流；为k时刻的转子电角速度，ψf为磁通量；tsc为采样周期，k与k+1之间的时间间隔等于采样周期，l为定子电感。
15、在一种可实现的方式中，基于d-q轴定子参考电压矢量d-q轴观测电流及基本电压空间矢量vbv，确定最优电压矢量vopt1和次优电压矢量vopt2的步骤包括：
16、将d轴定子参考电压矢量转换为α-β坐标系下的α轴定子参考电压矢量uα，以及，将q轴定子参考电压矢量转换为α-β坐标系下的β轴定子参考电压矢量uβ；
17、按照以下公式2将α轴定子参考电压矢量uα及β轴定子参考电压矢量uβ转换为三相定子电压uabc；
18、公式2：
19、其中，ua、ub、uc为三相定子电压；uα为α轴定子参考电压矢量，uβ为β轴定子参考电压矢量；
20、基于三相定子电压uabc，从电压矢量扇区中确定d-q轴定子参考电压矢量所在的目标扇区s；电压矢量扇区是由基本电压空间矢量vbv划分形成的；
21、确定三个目标矢量u；其中，三个目标矢量u包括目标扇区s对应的两个目标d-q轴电压空间矢量及零矢量。
22、在一种可实现的方式中，确定三个目标矢量u的步骤包括：
23、按照以下公式3，将基本电压空间矢量vbv由自然坐标系转换至d-q坐标系中，得到d-q轴基本电压空间矢量vdq；
24、公式3：vdq＝vdctcvbv；
25、其中，vdq为d-q轴基本电压空间矢量，vdc为直流电压；
26、vbv为基本电压空间矢量，
27、t矩阵及c矩阵为由自然坐标系转换至d-q坐标系所需的矩阵；
28、
29、其中，θ为转子位置电角度；
30、
31、基于d-q轴基本电压空间矢量vdq，按照以下公式4确定d-q坐标系中的目标矢量u；
32、公式4：
33、其中，u表示三个目标矢量，及均为两个目标d-q轴电压空间矢量及零矢量构成的矢量组合；表示公式3中vdq第1行、第s+1列数据，表示公式3中vdq第1行、第s+2列数据，表示公式3中vdq第1行、第1列数据，表示公式3中vdq第2行、第s+1列数据，表示公式3中vdq第2行、第s+2列数据，表示公式3中vdq第2行、第1列数据，表示公式3中vdq第1行、第7列数据，表示公式3中vdq第1行、第2列数据，表示公式3中vdq第2行、第7列数据，表示公式3中vdq第2行、第2列数据，s为目标扇区的扇区数。
34、在一种可实现的方式中，确定三个目标矢量u的步骤之后，还包括：
35、基于以下公式5，分别计算三个目标矢量u在一个采样周期tsc内的持续时间t0、t1及t2；
36、公式5：
37、其中，t0、t1及t2分别为三个目标矢量u在一个采样周期tsc内的持续时间；u1,1为公式4中目标扇区对应的第1行、第1列的数据，u2,1为公式4中目标扇区对应的第2行、第1列的数据，u1,2为公式4中目标扇区对应的第1行、第2列的数据，u2,3为公式4中目标扇区对应的第2行、第3列的数据，u1,3为公式4中目标扇区对应的第1行、第3列的数据，u2,3为公式4中目标扇区对应的第2行、第3列的数据；为d轴定子参考电压矢量，为q轴定子参考电压矢量，tsc为采样周期；
38、比较三个目标矢量u在一个采样周期tsc内的持续时间，得到最小持续时间tx，x＝0、1或2；
39、按照以下公式6，将最小持续时间对应的目标矢量分配给其他两个目标矢量，得到最优电压矢量vopt1和次优电压矢量vopt2；
40、公式6：
41、其中，vopt1为最优电压矢量，vopt2为次优电压矢量；为公式4中第1行、第y1,index列的数据，为公式4中第2行、第y1,i本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种永磁同步电机控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述d-q轴定子参考电压矢量包括d轴定子参考电压矢量及q轴定子参考电压矢量
3.根据权利要求2所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述基于所述d-q轴定子参考电压矢量所述d-q轴观测电流及所述基本电压空间矢量VBV，确定最优电压矢量Vopt1和次优电压矢量Vopt2的步骤包括：
4.根据权利要求3所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述确定三个目标矢量u的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述确定三个目标矢量u的步骤之后，还包括：
6.根据权利要求5所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述逆变器为三相两电平逆变器；
7.根据权利要求6所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述按照以下公式7，计算所述最优电压矢量Vopt1的持续时间topt1，以及计算所述次优电压矢量Vopt2的持续时间topt2的步骤后，还包括：
8.根据权利要求7所述的永磁
9.根据权利要求8所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述d-q轴观测电流包括d轴观测电流及q轴观测电流
10.一种永磁同步电机控制系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述d-q轴定子参考电压矢量包括d轴定子参考电压矢量及q轴定子参考电压矢量
3.根据权利要求2所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述基于所述d-q轴定子参考电压矢量所述d-q轴观测电流及所述基本电压空间矢量vbv，确定最优电压矢量vopt1和次优电压矢量vopt2的步骤包括：
4.根据权利要求3所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述确定三个目标矢量u的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述确定三个目标矢量u的步骤之后，还包括：
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：王启武，刘道杰，李昱，高建波，董果凤，范博宇，治文辉，张孜涵，
申请(专利权)人：山东省科学院激光研究所，
类型：发明
国别省市：
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