[發明專利]基于無差拍優化與雙矢量模型預測的電機控制方法

有效

• 申請號: 201610321625.7
• 申請日: 2016-05-16
• 公開（公告）號: CN105915135B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 張曉光;侯本帥;張亮;王克勤;李毅;何一康
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/08;H02P21/14;H02P27/12
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司11403
• 代理人: 李莎,李弘

1.一種基于無差拍優化與雙矢量模型預測的電機控制方法，其特征在于，包括：

獲取當前時刻電機的三相電流、轉子位置信息和反饋轉速，通過坐標變換得到兩相旋轉坐標系下的電機兩相旋轉電流；

將給定轉速與反饋轉速相減，差值經過PI調節器計算得到參考轉矩，根據最大轉矩電流比控制方法得到參考磁鏈；

根據模型預測控制原理，將計算得到的參考轉矩、參考磁鏈、反饋轉速、兩相旋轉電流以及轉子位置信息代入預測模型，預測得到下一時刻的電流、磁鏈和轉矩；

根據無差拍控制原理，利用計算得到的參考轉矩、參考磁鏈、反饋轉速以及電機兩相旋轉電流，計算得到參考電壓矢量；

利用獲取的轉子位置信息，將計算得到的參考電壓矢量通過坐標變換，得到兩相靜止坐標系下的參考電壓矢量，同時，通過反正切計算得到參考電壓矢量的位置角；

根據參考電壓矢量的位置角判斷參考電壓矢量所處的扇區，然后在相應的扇區內選取相應的電壓矢量代入目標函數進行計算，得到使目標函數值最小的預測電壓矢量；

在一個采樣周期時間內，采用雙矢量模型預測原理中轉矩脈動最小原則，計算得到預測電壓矢量的作用時間以及零矢量的作用時間，然后按照預測電壓矢量和零矢量的作用時間，調制出六路PWM波驅動逆變器動作的脈沖信號。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算得到預測電壓矢量的作用時間的計算公式為：

t1=2(Te*-T0)-S2Ts2S1-S2]]>

t₀＝T_s-t₁

其中，代表參考轉矩，S₁代表預測電壓矢量帶入轉矩公式中所求出的轉矩斜率，S₂代表零矢量帶入轉矩公式中所求出的轉矩斜率，T₀為初始時刻轉矩，T_s為一個采樣周期時間，t₁、t₀分別為預測電壓矢量和零矢量的作用時間。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算得到六路PWM波驅動逆變器動作的脈沖信號的步驟之前還包括：

在一個采樣周期時間內，按照作用時間，將零矢量分散，使得零矢量與預測電壓矢量交替作用，并且使得PWM輸出波形對稱。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，在一個采樣周期時間內，按照作用時間，將零矢量分為三組，將預測電壓矢量分為兩組，使得在一個周期內作用的電壓矢量依次為：零矢量、預測電壓矢量、零矢量、預測電壓矢量、零矢量，且作用時間對應為1/4零矢量作用時間、1/2預測電壓矢量作用時間、1/2零矢量作用時間、1/2預測電壓矢量作用時間、1/4零矢量作用時間。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據參考電壓矢量的位置角判斷參考電壓矢量所處的扇區，然后在相應的扇區內選取相應的電壓矢量代入目標函數進行計算的步驟還包括：

將傳統扇區按照順時針旋轉30度，得到新的扇區分布；

根據參考電壓矢量的位置角，在新的扇區分布中，判斷參考電壓矢量所處的扇區，然后在相應的扇區內選取2個電壓矢量，代入目標函數進行計算。