[發明專利]一種異步電機模型預測控制方法及裝置有效
| 申請號： | 201811094178.1 | 申請日： | 2018-09-19 |
| 公開（公告）號： | CN109245640B | 公開（公告）日： | 2021-09-14 |
| 發明（設計）人： | 張永昌;張博越;白宇寧 | 申請（專利權）人： | 北方工業大學 |
| 主分類號： | H02P21/00 | 分類號： | H02P21/00;H02P27/08 |
| 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 |
| 地址： | 100144 北京市*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 異步電機 模型 預測 控制 方法 裝置 | ||
1.一種異步電機模型預測控制方法，其特征在于包括：
根據外環轉速PI調節器，生成轉矩參考值；
根據得到的所述轉矩參考值和設定的定子磁鏈幅值，依據電機數學模型，生成磁鏈參考值的信息變量和轉矩參考值的信息變量；
由生成的所述磁鏈參考值的信息變量Y和所述轉矩參考值的信息變量Z組成方程組：
其中，ψs表示定子磁鏈，ψr表示估計的轉子磁鏈，us表示定子電壓矢量，Re表示取復數的實部，Im表示取復數的虛部；
根據得到的所述磁鏈參考值的信息變量和轉矩參考值的信息變量，計算得出靜止坐標系中參考電壓矢量Uref：
其中，j表示虛部；
根據得到的所述參考電壓矢量，構造代價函數并進行滾動優化，得出最優電壓矢量。
2.根據權利要求1所述的一種異步電機模型預測控制方法，其特征在于，所述根據外環轉速PI調節器，生成轉矩參考值的步驟包括：
設轉矩參考值表示為
通過公式計算得出所述轉矩參考值，其中kp和ki分別為PI調節器中的比例增益和積分增益，s表示復頻率，表示給定轉速，ωr表示實際轉速。
3.根據權利要求2所述的一種異步電機模型預測控制方法，其特征在于，所述根據得到的所述轉矩參考值和設定的定子磁鏈幅值，依據異步電機的數學模型，通過磁鏈無差拍和轉矩無差拍方法，生成磁鏈參考值的信息變量和轉矩參考值的信息變量的步驟包括：
設定子磁鏈幅值表示為定子磁鏈幅值設定為額定值；
通過公式：計算得到所述磁鏈參考值的信息變量Y，其中Tsc為采樣時間，Rs為定子電阻，is為定子電流矢量，
通過公式：計算得到所述轉矩參考值的信息變量Z，其中p為異步電機極對數，Te為轉矩，Rr為轉子電阻，ψr為估計的轉子磁鏈，Ls為異步電機定子電感，Lr為異步電機轉子電感，Lm為異步電機互感。
4.根據權利要求1所述的一種異步電機模型預測控制方法，其特征在于，所述根據得到的所述參考電壓矢量，構造代價函數，根據得到的代價函數進行滾動優化，得出最優電壓矢量步驟包括：
設最優電壓矢量表示為Uopt；
構造代價函數為J＝|Uref-Uc|，其中exp為指數運算，Uc為候選電壓矢量，Udc為直流母線電壓，k＝1...7，當k＝7時，Udc＝0；
在線滾動候選矢量Uc，計算代價函數最小值，得到最優電壓矢量Uopt，驅動逆變器各個開關器件。
5.一種異步電機模型預測控制裝置，其特征在于，包括：
三相電壓源、異步電機、三相二極管整流橋、直流側電容、電壓電流采樣電路、DSP控制器和驅動電路；
其中，電壓電流采樣電路利用電壓霍爾傳感器和電流霍爾傳感器分別采集直流側電壓以及異步電機兩相電流，采樣信號經過信號調理電路后進入DSP控制器轉換為數字信號；
DSP控制器完成如權利要求1～4任意一項所述的異步電機模型預測控制方法的運算，輸出六路開關脈沖，然后經過驅動電路后得到逆變器的六個開關管的最終驅動信號。
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