[发明专利]一种基于预测控制的变幅值电压矢量选择方法

权利要求书

1.一种基于预测控制的变幅值电压矢量选择方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，在区间表给定的区间内选择电压矢量的角度，电压矢量的角度为各区间的角平分线所在的位置；

步骤二，基于预测控制在可变的电压矢量幅值中选择使评价函数最小的电压矢量幅值；

步骤三，通过空间矢量调制技术合成所需电压矢量。

2.根据权利要求1所述的一种基于预测控制的变幅值电压矢量选择方法，其特征在于，步骤一中，第一区间[0°,90°]内的电压矢量增加定子磁链幅值和转矩；第二区间[270°,360°-δ]内的电压矢量增加定子磁链幅值，减小转矩；第三区间[90°,180-δ]内的电压矢量减小定子磁链幅值，增加转矩；第四区间[180°,270°]内的电压矢量减小定子磁链幅值和转矩。

3.根据权利要求2所述的一种基于预测控制的变幅值电压矢量选择方法，其特征在于，区间表的确定过程如下：

定子磁链在与其成任意夹角β的电压矢量作用一段时间Δt后，定子磁链的幅值与当前时刻各值的关系如式(1)所示，ψ_s′是关于β变化的函数；

ψ→s′=ψ→s2+(V→s·Δt)2+2ψ→s·V→s·Δt·cosβ---(1)]]>

定义用来表示施加的电压矢量引起定子磁链幅值变化的相对变化率，时电压矢量会增加定子磁链幅值；时电压矢量会减小定子磁链幅值；

σψ→s=ψ→s′-ψ→sψ→s×100%=ψ→s1+q2+2q cosβ-ψ→sψs×100%=(1+q2+2q cosβ-1)×100%---(2)]]>

通过式(2)得到电压矢量对定子磁链幅值的作用规律：当施加电压矢量与定子磁链的夹角位于(-90°,90°)之间时电压矢量增加定子磁链幅值，当施加电压矢量与定子磁链的夹角位于(90°,270°)之间时电压矢量减小定子磁链幅值；

忽略转子磁链角度的变化，定子磁链与转子磁链的夹角作为转矩角δ，转矩角δ的变化即为定子磁链角度的变化，施加电压矢量经过Δ_t时间后，转矩角δ的变化如式(3)所示；

Δδ≈Δθs=arcsinq sinβ1+q2+2q cosβ---(3)]]>

将式(1)和式(3)代入表面式永磁同步电机转矩方程可得：

Te′=3pψf2Ldψ→s1+q2+2q cosβ·sin(δ+arcsinq sinβ1+q2+2q cosβ)---(4)]]>

ΔTe=3pψf2Ldψ→s(1+q2+2q cosβ·sin(δ+arcsinq sinβ1+q2+2q cosβ)-sinδ)---(5)]]>

由于所以对ΔT_e的正负没有影响，定义ΔM表示施加电压矢量经过Δt时间后，电压矢量对永磁同步电机励磁转矩的增减变化；

ΔM=1+q2+2q cosβ·sin(δ+arcsinq sinβ1+q2+2q cosβ)-sinδ---(6)]]>

电压矢量对表面式永磁同步电机转矩的作用规律为：当施加电压矢量与定子磁链夹角位于(-δ,180°-δ)之间时电压矢量增加表面式永磁同步电机的转矩，当施加电压矢量与定子磁链夹角位于(180°-δ,360°-δ)之间时电压矢量减小表面式永磁同步电机的转矩。