[發(fā)明專利]空間矢量調(diào)制與快速矢量選擇相結(jié)合的無差拍控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910570437.1
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110289798B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李耀華;周逸凡;秦玉貴;趙承輝;秦輝;蘇錦仕
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: H02P21/28
• 分類號: H02P21/28;H02P21/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張海平

本發(fā)明涉及一種空間矢量調(diào)制與快速矢量選擇相結(jié)合的無差拍控制方法，先基于表面式永磁同步電機獲得轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的簡化計算公式；根據(jù)獲得的簡化計算公式推導(dǎo)得出實現(xiàn)無差拍控制的理想電壓矢量的角度和幅值；基于理想電壓矢量的角度和幅值，采用空間矢量調(diào)制和快速矢量選擇相結(jié)合的方法產(chǎn)生出基本電壓矢量，完成無差拍控制。本發(fā)明先根據(jù)無差拍思想與轉(zhuǎn)矩簡化模型，推導(dǎo)并計算得到理想電壓矢量的角度與幅值，使用空間矢量調(diào)制與快速矢量選擇相結(jié)合的方法生成基本電壓矢量，以減小電壓矢量無法調(diào)制所帶來的影響，消除控制滯后的影響，提高永磁同步電機系統(tǒng)的性能，減小響應(yīng)時間，實現(xiàn)精確控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電機控制領(lǐng)域，具體涉及一種空間矢量調(diào)制與快速矢量選擇相結(jié)合的無差拍控制方法。

背景技術(shù)

永磁同步電機無差拍預(yù)測控制是基于對象數(shù)學(xué)模型的控制，其主要思想是基于當前拍的參數(shù)，施加相應(yīng)的電壓矢量，使下一時刻的轉(zhuǎn)矩與磁鏈和其參考值分別相等。傳統(tǒng)的永磁同步電機轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，想實現(xiàn)相應(yīng)的控制必然存在著一拍滯后的影響，而無差拍控制則可以消除控制滯后的影響，提升系統(tǒng)響應(yīng)的快速性和運行的平穩(wěn)性。

傳統(tǒng)的永磁同步電機無差拍預(yù)測控制通常基于離散化模型，但模型相對復(fù)雜，增加了計算運行的時間和復(fù)雜程度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種空間矢量調(diào)制與快速矢量選擇相結(jié)合的無差拍控制方法，簡化模型，能夠減少響應(yīng)時間。

為了達到上述目的，本發(fā)明包括以下步驟：

包括以下步驟：

步驟一：基于表面式永磁同步電機獲得轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的簡化計算公式；

步驟二：根據(jù)步驟一獲得的簡化計算公式推導(dǎo)得出實現(xiàn)無差拍控制的理想電壓矢量的角度和幅值；

步驟三：基于理想電壓矢量的角度和幅值，采用空間矢量調(diào)制和快速矢量選擇相結(jié)合的方法產(chǎn)生出基本電壓矢量，完成無差拍控制。

進一步地，轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的簡化計算公式的獲得步驟具體包括：

首先定義當前時刻為k，下一時刻為k+1，轉(zhuǎn)矩值與轉(zhuǎn)矩角和定子磁鏈幅值的關(guān)系如式(1)所示：

其中，p為極對數(shù)，ψ_f為轉(zhuǎn)子磁鏈幅值，T_e(k+1)為下一時刻的轉(zhuǎn)矩，為下一時刻的定子磁鏈幅值，δ(k+1)為下一時刻的轉(zhuǎn)矩角；

下一時刻的定子磁鏈幅值如式(2)所示：

其中，為k時刻的定子磁鏈幅值，為k時刻施加的電壓矢量的幅值，Δt為施加電壓矢量的時間，α為施加的電壓矢量在靜止坐標系中與x軸的夾角；

定義q如式(3)所示：

下一時刻的轉(zhuǎn)矩角的值如式(4)如下：

傳統(tǒng)模型下一時刻的轉(zhuǎn)矩值能夠?qū)懗扇缡?5)所示：

其中，L_d為d軸電感，式(5)經(jīng)簡化后獲得轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的簡化計算公式。

進一步地，步驟一中轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的簡化計算公式為：

進一步地，步驟二中，實現(xiàn)無差拍控制的理想電壓矢量的角度和幅值的推導(dǎo)過程如下：

表面式永磁同步電機下一時刻理想的定子磁鏈與轉(zhuǎn)矩值與下一時刻定子磁鏈與轉(zhuǎn)矩的參考值相等，即