[發明專利]基于永磁同步電機參數辨識的無電流傳感器預測控制方法

有效

• 申請號: 202011086413.8
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112350632B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 張承寧;宮振杰;張碩;董岳林;周瑩;李雪萍
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/13;H02P21/06;H02P25/026
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

1.基于永磁同步電機參數辨識的無電流傳感器預測控制方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

步驟一、首先通過離線辨識方式采集定子電感、轉子磁鏈2個靜態參數作為系統初始值和用于模型參考自適應原理的參考值；在線采集永磁同步電機A相相電流作為α軸電流，并采集轉子電角速度、轉子位置角參數；

步驟二、在α、β坐標系下構建永磁同步電機的參考模型，以及與該參考模型具有相同形式的自適應觀測模型，利用步驟一中所采集的參數，對觀測模型中的定子電感、轉子磁鏈進行在線辨識；基于波波夫超穩定定理使觀測模型對參考模型進行自適應跟隨，使觀測模型與參考模型之間的電流誤差收斂于零，以實現對觀測模型中定子電感與轉子磁鏈兩個辨識參數的以下調節：

式中，k_i、k_p為可調參數；u_α、u_β為α、β坐標系下定子電壓；i_α、i_β為α、β坐標系下定子電流；上標“^”代表估算量，ψ_f為轉子磁鏈；R為定子電阻；L為定子電感；ω_r為轉子電角速度；θ為轉子位置角；

步驟三、利用步驟二辨識的定子電感與轉子磁鏈參數建立無差拍電流預測控制模型，在某一時刻將預測的d、q軸電流替代電流傳感器所實際采集的A、B相相電流并經過坐標變換所得的d、q軸電流，并計算下一時刻的d、q軸電壓。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟二具體包括：

首先建立參考模型永磁同步電機在α、β坐標系下的電壓方程：

則對應的自適應觀測模型為：

式中，為可調轉子磁鏈，為可調定子電感；

設計模型參考自適應律：

pe＝Ae-W

式中，p為微分算子，e為狀態變量誤差，A為參考模型系數矩陣，W為包括帶辨識參數的矩陣；

基于波波夫超穩定定理，保證模型參考自適應狀態變量誤差收斂到零。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于：所述步驟三具體包括：建立d-q軸坐標系永磁同步電機的電壓無差拍預測控制方程，具有以下形式：

u(k+1)＝G^-1{x_ref-F(k)[F(k)x(k)+Gu(k)+H(k)]-H(k)}

式中：

x_ref＝(i_dref i_qref)^T，

i_dref、i_qref為d、q軸參考定子電流；T_s為采樣周期；

將步驟二中辨識得到的和參數作為無差拍預測控制模型中的定子電感與轉子磁鏈參數；并利用某k時刻預測的d、q軸電流替代電流傳感器所實際采集的A、B相相電流并經過坐標變換所得的d、q軸電流，從而計算得出k+1時刻的d、q軸電壓。