【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多相电机控制，尤其涉及一种低复杂度的双三相pmsm模型预测控制方法。
技术介绍
1、多相电机相较于三相电机具有更高的效率、更好的控制性能和更高的功率密度，适用于对性能和精度要求较高的应用，例如工业机械、航空航天等领域，更多的控制自由度增加了多想驱动器的容错性。
2、矢量控制作为最成熟的控制方式之一，在工业上得到了广泛的应用，但是，矢量控制涉及到多个电流环，这就不可避免的造成电流环饱和、参数整定的问题，这一情况在多相电机的矢量控制尤为明显，要因为通常涉及到多平面，需要引入多个pi控制器，这更加增加了对于参数整定的工作难度。因此，学者们对于结构简单的直接转矩控制进行研究，然而，直接转矩控制稳态性能差，而且需要构建磁链观测器，加入开关表，无疑会增加了系统设计的复杂度。因此，模型预测技术逐渐进人了学者们的视野。
3、模型预测控制方法因为结构简单、其良好的动态性能、多目标优化等优势，被认为是作为电力电子控制领域最有效的方法之一，近十年来被学者们广泛研究。对于电机驱动系统的模型预测控制技术而言，可以不引入电流环pi控制器，简化了设计难度。但是，对于传统的模型预测控制而言，还是存在一些局限性。控制集中电压矢量有限的，会限制谐波电流、转矩脉动等控制性能的提升；而且利用无差拍原理的模型预测控制方法对于参考电压矢量位置的判断都是通过引入反三角函数计算进行的，对于dsp28335芯片而言，无论是传统软件编程和mbd自动代码生成技术都是需要避免反三角函数计算的，因为反三角函数的计算通常需要变成查表法来变相实现，这很
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种低复杂度的双三相pmsm模型预测控制方法；首先，合成了24个虚拟电压矢量，增加了调制范围。其次，通过无差拍原理并结合预测方程来得到参考电压矢量。第三，设计了占空比计算方法，计算出零矢量的作用时间来改变最优电压矢量的幅值，达到改善稳态性能的目的。第四，设计了对参考电压的uα和uβ进行简单的加减法和逻辑运算就能判断出参考电压矢量的位置的方法，避免了反三角函数的使用，减少计算负担和复杂度。最后，设计了24个虚拟电压矢量结合零矢量的开关序列，将零矢量v00和v77来安排在虚拟电压矢量的中间及两侧，利用三角波来生成所提方法的开关序列，使得软件编写难度降低。本专利技术的方法结构简单、计算量小、增大了调制范围，更容易在dsp28335等低成本的微处理器上实现。
2、一种低复杂度的双三相pmsm模型预测控制方法，包括以下步骤：
3、步骤1：以x-y平面谐波限制为零为目标，合成24个虚拟电压矢量，构成扩展控制集；其中分为g1组，包括vv1虚拟电压矢量～vv12虚拟电压矢量，和g2组，包括vve1虚拟电压矢量～vve12虚拟电压矢量；
4、具体的合成方式如下：
5、vve1虚拟电压矢量由v44，v54，v65和v45合成，作用时间比例分别设计为：0.366，0134，0.134和0.366；
6、vv1虚拟电压矢量由v44和v65合成，作用时间比例分别设计为：0.732，0.268。
7、vve2虚拟电压矢量由v44，v46，v65和v64合成，作用时间比例分别设计为：0.366，0134，0.134和0.366。
8、vv2虚拟电压矢量由v44，v64和v66合成，作用时间比例分别设计为：0.268，0.464和0.268。
9、vve3虚拟电压矢量由v24，v64，v66和v46合成，作用时间比例分别设计为：0.366，0134，0.134和0.366。
10、vv3虚拟电压矢量由v24和v66合成，作用时间比例分别设计为：0.732，0.268。
11、vve4虚拟电压矢量由v24，v26，v66和v62合成，作用时间比例分别设计为：0.366，0134，0.134和0.366。
12、vv4虚拟电压矢量由v22，v26和v66合成，作用时间比例分别设计为：0.268，0.464和0.268。
13、vve5虚拟电压矢量由v22，v62，v36和v26合成，作用时间比例分别设计为：0.366，0134，0.134和0.366。
14、vv5虚拟电压矢量由v22和v36合成，作用时间比例分别设计为：0.732，0.268。
15、vve6虚拟电压矢量由v22，v23，v36和v32合成，作用时间比例分别设计为：0.366，0134，0.134和0.366。
16、vv6虚拟电压矢量由v22，v32和v33合成，作用时间比例分别设计为：0.268，0.464和0.268。
17、vve7虚拟电压矢量由v12，v32，v33和v23合成，作用时间比例分别设计为：0.366，0134，0.134和0.366。
18、vv7虚拟电压矢量由v22和v33合成，作用时间比例分别设计为：0.732，0.268。
19、vve8虚拟电压矢量由v12，v13，v33和v31合成，作用时间比例分别设计为：0.366，0134，0.134和0.366。
20、vv8虚拟电压矢量由v11，v13和v33合成，作用时间比例分别设计为：0.268，0.464和0.268。
21、vve9虚拟电压矢量由v11，v31，v53和v13合成，作用时间比例分别设计为：0.366，0134，0.134和0.366。
22、vv9虚拟电压矢量由v11和v53合成，作用时间比例分别设计为：0.732，0.268。
23、vve10虚拟电压矢量由v11，v15，v53和v51合成，作用时间比例分别设计为：0.366，0134，0.134和0.366。
24、vv10虚拟电压矢量由v11，v51和v55合成，作用时间比例分别设计为：0.268，0.464和0.268。
25、vve11虚拟电压矢量由v15，v55，v51和v41合成，作用时间比例分别设计为：0.366，0134，0.134和0.366。
26、vv11虚拟电压矢量由v41和v55合成，作用时间比例分别设计为：0.732，0.268。
27、vve12虚拟电压矢量由v41，v45，v55和v54合成，作用时间比例分别设计为：0.366，0134，0.134和0.366。
28、vv12虚拟电压矢量由v44，v45和v55合成，作用时间比例分别设计为：0.268，0.464和0.268。
29、步骤2：计算参考电压矢量位置；
30、采用向本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低复杂度的双三相PMSM模型预测控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低复杂度的双三相PMSM模型预测控制方法，其特征在于，步骤1中具体的合成方式如下：
3.根据权利要求1所述的一种低复杂度的双三相PMSM模型预测控制方法，其特征在于，所述步骤2具体为：采用向前欧拉法对双三相永磁同步电机的数学模型进行离散化，表示为:
4.根据权利要求1所述的一种低复杂度的双三相PMSM模型预测控制方法，其特征在于，步骤3中所述判断系数是通过uα*和uβ*进行加减的运算得到的，判断系数的数值和零进行比较，作为sign函数提供输入，实则将判断系数转化为逻辑判断，具体为：通过公式(6)计算出参考电压矢量ud*和uq*，通过反park变换将得到参考电压矢量在d-q平面转化为α-β平面，即计算出参考电压矢量的uα*和uβ*，引入12个判断系数；
5.根据权利要求4所述的一种低复杂度的双三相PMSM模型预测控制方法，其特征在于，所述步骤4具体为：通过步骤3的F的计算判断出最优电压矢量的位置；每个一个F的值对应唯一的一个扇区值
6.根据权利要求1所述的一种低复杂度的双三相PMSM模型预测控制方法，其特征在于，所述步骤5具体为：通过引入24个虚拟电压矢量作为控制集，虚拟电压矢量x-y轴上的电压可视为零，设计成本函数G为：
7.根据权利要求1所述的一种低复杂度的双三相PMSM模型预测控制方法，其特征在于，所述步骤6具体为：设计了24个虚拟电压矢量结合零矢量的开关序列，具体如下表所示：
8.根据权利要求1所述的一种低复杂度的双三相PMSM模型预测控制方法，其特征在于，所述步骤7具体为：和零矢量结合后虚拟电压矢量，开关序列前半周期和后半周期完全对称的矢量为G1组虚拟电压矢量，开关序列前半周期和后半周期不完全对称的矢量为G2组虚拟电压矢量；对于存在的对称和不对称的开关序列，都统一采用三角载波来生成，即在DSP的增减模式下，对于G1组电压矢量而言，需要一个参考值和三角载波进行比较；对于G2组电压矢量而言，需要两个参考值和三角载波进行比较，具体的实现方式是：在二分之一控制周期时，对于寄存器CMPA和CMPB的值进行更新。
...【技术特征摘要】
1.一种低复杂度的双三相pmsm模型预测控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低复杂度的双三相pmsm模型预测控制方法，其特征在于，步骤1中具体的合成方式如下：
3.根据权利要求1所述的一种低复杂度的双三相pmsm模型预测控制方法，其特征在于，所述步骤2具体为：采用向前欧拉法对双三相永磁同步电机的数学模型进行离散化，表示为:
4.根据权利要求1所述的一种低复杂度的双三相pmsm模型预测控制方法，其特征在于，步骤3中所述判断系数是通过uα*和uβ*进行加减的运算得到的，判断系数的数值和零进行比较，作为sign函数提供输入，实则将判断系数转化为逻辑判断，具体为：通过公式(6)计算出参考电压矢量ud*和uq*，通过反park变换将得到参考电压矢量在d-q平面转化为α-β平面，即计算出参考电压矢量的uα*和uβ*，引入12个判断系数；
5.根据权利要求4所述的一种低复杂度的双三相pmsm模型预测控制方法，其特征在于，所述步骤4具体为：通过步骤3的f的计算判断出最优电压矢量的位置；每个一个f的值对应唯一的一个...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志锋，孙全增，张清艺，孔钰，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：
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