[發明專利]一種基于模型預測電流控制的開繞組永磁同步電機容錯控制方法

在審

• 申請號: 202010765817.3
• 申請日: 2020-08-01
• 公開（公告）號: CN112117941A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 錢黎峰
• 申請（專利權）人: 南通長江電器實業有限公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/22;H02P25/022
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于模型預測電流控制的開繞組永磁同步電機容錯控制方法，其特征在于：

設置開繞組永磁同步電機的控制系統中的各模塊包括：轉速外環PI控制器(1)、模型預測電流控制模塊(2)、價值函數模塊(3)、逆變器(4)和逆變器(5)、坐標變換模塊(6)、開繞組永磁同步電機(7)和編碼器(8)；所述逆變器(4)和逆變器(5)分別為開繞組永磁同步電機(7)供電，逆變器(4)和逆變器(5)的開關狀態通過價值函數模塊(3)進行優化選擇，所述編碼器(8)采集開繞組永磁同步電機(7)的信息，將數據發送給轉速外環PI控制器(1)和模型預測電流控制模塊(2)，坐標變換模塊(6)將電流傳感器采集的三相靜止坐標系下的電流i_a、i_b、i_c變換為兩相旋轉坐標系下的i_d、i_q，并將信號傳送給模型預測電流控制模塊(2)，所述模型預測電流控制模塊(2)處理數據后傳輸給價值函數模塊(3)，判斷逆變器最優開關狀態；

所述基于模型預測電流控制的開繞組永磁同步電機容錯控制方法，具體如下：

步驟1、根據轉速外環PI控制器獲得q軸電流參考值i_q^ref；

通過轉速外環PI控制器獲得q軸電流參考值i_q^ref，并給定d軸電流參考值i_d^ref＝0；

步驟2、計算電角度θ_r、電角速度ω以及k時刻定子電流的d-q-0軸分量i_d、i_q、i₀；

從電機編碼器中獲取永磁同步電機的電角度θ_r和電角速度ω，并利用電流傳感器獲取k時刻的三相定子電流i_a，i_b和i_c，經坐標變換后得到k時刻定子電流的d-q-0軸分量i_d、i_q和i₀；

步驟3、獲取(k+1)時刻電流參考值i_d^ref(k+1)、i_q^ref(k+1)、i₀^ref(k+1)；

步驟4、根據逆變器故障類型分析故障后的電壓空間矢量狀態；

步驟5、根據電壓矢量預測(k+1)時刻電流值；

根據步驟4中逆變器故障類型分析故障后的電壓空間矢量狀態，利用一階歐拉方程將電流微分方程離散化處理獲取(k+1)時刻定子電流預測值d-q-0軸分量i_d(k+1)、i_q(k+1)、i₀(k+1)；

步驟6、根據價值函數選擇最優電壓矢量；

利用(k+1)時刻電流預測值和參考值構建價值函數，并通過最小化價值函數獲得最優電壓矢量。

2.根據權利要求1中所述的基于模型預測電流控制的開繞組永磁同步電機容錯控制方法，其特征在于：所述步驟1中獲得q軸電流參考值i_q^ref的方法，具體如下：所述的q軸電流參考值i_q^ref獲取方法為：將參考轉速與編碼器所測得的實際轉速之間的差值e_n輸入轉速外環PI控制器，根據公式(1)獲得所述的q軸電流參考值i_q^ref；

式中，k_p和k_i分別為轉速外環PI控制器的比例增益和積分增益，s表示復變量。