[發(fā)明專利]永磁同步電機弱磁區(qū)效率最優(yōu)控制電流軌跡搜索方法及在線控制方法

有效

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• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112468034B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設計）人: 鄭萍;王明嶠;喬光遠;劉家琦;郎杰文
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: H02P6/34
• 分類號: H02P6/34;H02P21/14;H02P21/20;H02P21/22;H02P25/022
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 楊曉輝

1.永磁同步電機弱磁區(qū)效率最優(yōu)控制電流軌跡搜索方法，其特征在于，該方法為：在給定的轉矩指令、轉速指令、電壓極限、電流極限下，獲取電流幅值最小的電流工作點作為弱磁區(qū)效率最優(yōu)控制電流軌跡；

該方法包括弱磁電流角迭代循環(huán)步驟和電流幅值迭代循環(huán)步驟，首先進行弱磁電流角迭代循環(huán)步驟，電流角迭代方向為電壓極限下電流幅值減小的方向；在進行電流角迭代的過程中，嵌套電流幅值迭代循環(huán)步驟，用以確定每個電流角對應的電流幅值，電流幅值的迭代方向為給定轉矩與實際轉矩誤差減小的方向，當電流角的迭代區(qū)間小于給定電流角迭代精度，認為電流幅值已經收斂至最小值，輸出弱磁區(qū)效率最優(yōu)控制電流軌跡；

弱磁電流角迭代循環(huán)步驟包括：

A1、初始化電流角初值區(qū)間[a₁,b₁]，并計算電流角試探點初值λ₁、β₁：

λ₁＝a₁+0.382(b₁-a₁)、β₁＝a₁+0.618(b₁-a₁)；

A2、判斷負載電壓目標函數值U(β_k)和電壓極限值U_lim的大小關系，若U(β_k)＞U_lim，執(zhí)行步驟A6；否則，執(zhí)行步驟A3；

負載電壓目標函數值U(β_k)通過調用電流幅值迭代循環(huán)獲取，電流角迭代次數k＝1,2,3…；

A3、判斷兩電流角試探點處電流幅值目標函數值I(λ_k)和I(β_k)是否存在關系I(λ_k)＞I(β_k)，

判斷結果為是，執(zhí)行步驟A4；判斷結果為否執(zhí)行步驟A6；

電流幅值目標函數值I(λ_k)和I(β_k)通過調用電流幅值迭代循環(huán)獲取；

A4、令a_k+1＝λ_k，b_k+1＝b_k，λ_k+1＝β_k，β_k+1＝a_k+1+0.618(b_k+1-a_k+1)，

A5、調用電流幅值迭代循環(huán)獲取電流幅值目標函數值I(β_k+1)，然后執(zhí)行步驟A8；

A6、令a_k+1＝a_k，b_k+1＝β_k，β_k+1＝λ_k，λ_k+1＝a_k+1+0.382(b_k+1-a_k+1)，

A7、調用電流幅值迭代循環(huán)獲取電流幅值目標函數值I(λ_k+1)，然后執(zhí)行步驟A8；

A8、令k＝k+1；

A9、判斷迭代是否收斂：若b_k-a_k＜L₁，執(zhí)行步驟A10；否則，返回步驟A2；

其中L₁為電流角迭代精度；

A10、判斷電流工作點是否同時滿足電流極限的要求：若I(λ_k)≤I_lim，I_lim為給定電流極限值，輸出弱磁區(qū)效率最優(yōu)控制電流軌跡；否則，重新輸入轉矩、轉速指令，再返回執(zhí)行步驟A1；

電流幅值迭代循環(huán)步驟包括：

B1、初始化電流幅值的初值區(qū)間：[c₁，d₁]，并計算電流幅值試探點初值μ₁、v₁：

μ₁＝c₁+0.382(d₁-c₁)、v₁＝c₁+0.618(d₁-c₁)；

B2、計算兩電流幅值試探點處的轉矩誤差目標函數值：f(μ₁)、f(v₁)，

轉矩誤差目標函數f(I)按獲取，其中：為給定轉矩，T_e(I,θ)為電流角θ對應的轉矩，電流角θ為弱磁電流角迭代循環(huán)輸出的電流角試探點λ_k、β_k；I為電流幅值；

B3、判斷兩電流幅值試探點處轉矩誤差目標函數值f(μ_h)和f(v_h)是否存在關系f(μ_h)＞f(v_h)，電流幅值迭代次數h＝1,2,3…

判斷結果為是，執(zhí)行步驟B4；判斷結果為否執(zhí)行步驟B5；

B4、令c_h+1＝μ_h，d_h+1＝d_h，μ_h+1＝v_h，v_h+1＝c_h+1+0.618(d_h+1-c_h+1)，

計算目標函數值f(v_h+1)，然后步驟B6；

B5、令c_h+1＝c_h，d_h+1＝v_h，v_h+1＝μ_h，μ_h+1＝c_h+1+0.382(d_h+1-c_h+1)，

計算目標函數值f(μ_h+1)，然后步驟B6；

B6、令h＝h+1，

B7、判斷迭代是否收斂：若d_h-c_h＜L₂，輸出給定電流角對應的電流幅值I(θ)、電壓幅值U(θ)，輸出結果用于電流角的迭代搜索過程；否則，返回步驟B3；其中L₂為電流幅值迭代精度。