[发明专利]基于改进欧拉法的快速矢量筛选预测转矩控制方法

权利要求书

1.一种基于改进欧拉法的快速矢量筛选预测转矩控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)采样k时刻电流i_a(k)，i_b(k)，i_c(k)，通过Clark变换得到k时刻α轴电流i_α(k)，β轴电流i_β(k)，通过Park变化得到k时刻d轴电流i_d(k)，q轴电流i_q(k)；

(2)根据步骤(1)得到的k时刻电流i_α(k)，i_β(k)，计算出k时刻α轴磁链大小ψ_α(k)、β轴磁链大小ψ_β(k)和定子磁链在αβ轴的角度θs，并根据所述角度θs判断出k时刻定子磁链所在位置；

(3)根据所述步骤(2)计算出的定子磁链在αβ轴的角度θs，将定子磁链按角度进行扇区划分，得到六个扇区的区间分别为

(4)计算k时刻实际转矩值，并将k时刻的实际转矩值和参考给定转矩值两者进行大小比较：若实际转矩值小，则选择可增大电磁转矩的电压矢量；若实际转矩值大，则选择可减小电磁转矩的电压矢量；

(5)根据定子磁链在αβ轴上的角度将其进行扇区判断，在所述步骤(3)划分的六个扇区中，通过计算预测转矩大小和理想转矩大小的误差，筛选出能使预测转矩值跟随理想转矩值变化的基本电压矢量，从而将基本电压矢量从八个快速筛选成三个；

(6)分别在所述步骤(5)筛选的三个基本电压矢量作用下，利用改进的二阶欧拉公式预测出(k+1)时刻的d轴电流值i_d(k+1)，q轴电流值i_q(k+1)，d轴磁链值ψ_d(k+1)，q轴磁链值ψ_q(k+1)，定子磁链值ψ_s(k+1)，转矩值T_e(k+1)；

(7)分别在所述步骤(5)筛选的三个基本电压矢量作用下，根据下式计算目标价值函数G：

其中，为理想转矩值大小；为理想磁链值大小；k_ψ为权重系数；

然后通过比较3个G值，找到其中最小的G值，所述最小的G值所对应的即为最优电压矢量；

(8)将所述最优电压矢量输送给永磁同步电机。

2.根据权利要求1所述的基于改进欧拉法的快速矢量筛选预测转矩控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中根据下式计算k时刻α轴磁链大小ψ_α(k)、k时刻β轴磁链大小ψ_β(k)和磁链角度大小θs：

其中，θ为转子位置角；ψ_s(α)为定子磁链在α轴的磁链分量；ψ_s(β)为定子磁链在β轴的磁链分量；ψ_d(k)为k时刻d轴磁链大小；ψ_q(k)为k时刻q轴磁链大小。

3.根据权利要求2所述的基于改进欧拉法的快速矢量筛选预测转矩控制方法，其特征在于，所述k时刻d轴磁链大小ψ_d(k)和k时刻q轴磁链大小ψ_q(k)根据下式计算：

ψ_d(k)＝L_di_d(k)+ψ_f

ψ_q(k)＝L_qi_q(k)

其中：L_d为d轴电感；L_q为q轴电感；ψ_f为永磁磁链。

4.根据权利要求1、2或3所述的基于改进欧拉法的快速矢量筛选预测转矩控制方法，其特征在于，所述步骤(6)中分别利用如下改进的二阶欧拉公式预测(k+1)时刻的d轴电流值i_d(k+1)、q轴电流值i_q(k+1)、d轴磁链值ψ_d(k+1)、q轴磁链值ψ_q(k+1)、定子磁链值ψ_s(k+1)、转矩值T_e(k+1)：

ψ_d(k+1)＝L_di_d(k+1)+ψ_f

ψ_q(k+1)＝L_qi_q(k+1)

其中，R为定子电阻；L为电感；u_d(k)为k时刻d轴的基本电压矢量；u_q(k)为k时刻q轴的基本电压矢量；T_s为采样时间；ω为电机角速度；T_e(k+1)为预测的转矩值；p为电机极对数；L_d为d轴电感；L_q为q轴电感；ψ_f为永磁磁链。