[發(fā)明專利]一種等分磁鏈圓確定備選電壓矢量集合的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910610321.6
• 申請(qǐng)日: 2019-07-08
• 公開（公告）號(hào): CN110365273B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李耀華;任佳越;楊啟東;師浩浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P21/30
• 分類號(hào): H02P21/30;H02P21/05
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 高博

本發(fā)明公開了一種等分磁鏈圓確定備選電壓矢量集合的方法，首先基于DTC預(yù)測(cè)控制，將靜止坐標(biāo)系下的內(nèi)切圓3等分；然后將內(nèi)切圓3等分對(duì)應(yīng)的電壓矢量集合{V₁ V₃ V₅ V₀}或{V₂ V₄ V₆}進(jìn)行性能對(duì)比，再將兩個(gè)電壓矢量集合與基本電壓矢量以及傳統(tǒng)開關(guān)表進(jìn)行性能對(duì)比，綜合成本函數(shù)、開關(guān)頻率等因素，選擇出性能最優(yōu)的電壓矢量集合。本發(fā)明能夠精簡(jiǎn)系統(tǒng)的選擇，減少運(yùn)算時(shí)間，且有一定的可行性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于矢量選擇技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種等分磁鏈圓確定備選電壓矢量集合的方法。

背景技術(shù)

模型預(yù)測(cè)控制是一種基于模型的先進(jìn)控制技術(shù),具有較高的控制性能。在電機(jī)控制領(lǐng)域，模型預(yù)測(cè)控制譽(yù)為繼磁場(chǎng)定向控制和直接轉(zhuǎn)矩控制之后的第三種高性能電機(jī)控制策略,因此模型預(yù)測(cè)控制在電機(jī)控制領(lǐng)域獲得了越來越多的關(guān)注。

表面式永磁同步電機(jī)DTC預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)中，引入轉(zhuǎn)矩RMSE、定子磁鏈RMSE、評(píng)價(jià)函數(shù)、成本函數(shù)以及平均開關(guān)頻率等方面綜合考慮，選擇出最優(yōu)電壓矢量集合，從而實(shí)現(xiàn)更加理想的控制效果。但是伴隨著變量和運(yùn)算函數(shù)，增加了計(jì)算運(yùn)行的時(shí)間和復(fù)雜程度，故此，提出一種等分磁鏈圓確定備選電壓矢量集合的方法，進(jìn)而優(yōu)化控制系統(tǒng)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種等分磁鏈圓確定備選電壓矢量集合的方法，在保證轉(zhuǎn)矩RMSE、定子磁鏈RMSE、評(píng)價(jià)函數(shù)和成本函數(shù)較好的情況下，同時(shí)還保證平均開關(guān)頻率較小，以提高永磁同步電機(jī)DTC預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)的性能。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種等分磁鏈圓確定備選電壓矢量集合的方法，包括以下步驟：

S1、基于直接轉(zhuǎn)矩控制DTC預(yù)測(cè)控制，將靜止坐標(biāo)系下的內(nèi)切圓3等分，得到兩個(gè)角度集合；

S2、將步驟S1靜止坐標(biāo)系3等分的角度集合和靜止坐標(biāo)系3等分加0電壓矢量的角度集合，通過定子磁鏈幅值和電機(jī)轉(zhuǎn)矩值計(jì)算成本函數(shù)g；

S3、將內(nèi)切圓3等分對(duì)應(yīng)的電壓矢量集合{V₁V₃V₅V₀}或{V₂V₄V₆}進(jìn)行性能對(duì)比，再將兩個(gè)電壓矢量集合與基本電壓矢量以及傳統(tǒng)開關(guān)表進(jìn)行性能對(duì)比，通過成本函數(shù)、評(píng)價(jià)函數(shù)、轉(zhuǎn)矩RMSE、定子磁鏈RMSE和開關(guān)頻率因素，選擇最優(yōu)的電壓矢量集合輸出。

具體的，步驟S1中，模型預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)使用3個(gè)非零備選電壓矢量，非零電壓矢量幅值為角度集合分別為{0°、120°、240°}和{60°、180°、300°}。

具體的，步驟S2中，成本函數(shù)g計(jì)算如下：

其中，g_f為對(duì)磁鏈幅值約束項(xiàng)，T_e^*為參考轉(zhuǎn)矩值，ψ_s^*為參考定子磁鏈幅值，為下一時(shí)刻的定子磁鏈幅值，T_e(k+1)為下一時(shí)刻的轉(zhuǎn)矩值。

進(jìn)一步的，下一時(shí)刻的定子磁鏈幅值計(jì)算如下：

下一時(shí)刻的轉(zhuǎn)矩公式計(jì)算如下：