[发明专利]一种永磁同步电机模型预测电流控制方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机模型预测电流控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤一、建立永磁同步电机在定子αβ两相静止坐标系下的数学模型；

步骤二、对所述永磁同步电机的电流轨迹进行预测；

步骤三、根据逆变器输出零电压矢量作用一个采样周期后的电流轨迹建立α’β’坐标系；坐标系α’β’与坐标系αβ的对应关系为：

i_α'(k+1)＝i_α(k)-i_α0(k+1)

i_β'(k+1)＝i_β(k)-i_β0(k+1)

其中，i_α、i_β是永磁同步电机在定子两相静止坐标系下的电流；(i_α0(k+1)，i_β0(k+1))表示当零电压矢量作用一个采样周期后，坐标系αβ中的电流轨迹点；

步骤四、确定所述α’β’坐标系中的最优电压矢量；具体包括：

所确定的最优电压矢量包含最优非零电压矢量以及最优零电压矢量两部分；

其中，对于非零电压矢量，选择与参考电流矢量(i^*_α’(k+1)，i^*_β’(k+1))方向相近的非零电压矢量作为最优非零电压矢量；

对于零电压矢量，根据αβ两相静止坐标系中，参考电流与实际电流之间的误差：

选择使Δi_s最小的零电压矢量作为最优电压矢量；其中，i^*_α’，i^*_β’为参考电流；

将坐标系α’β’中，(i^*_α’，i^*_β’)与原点间的距离δ₀与阈值δ_opt相比较，如果δ₀小于等于δ_opt，选择零电压矢量作为最优电压矢量；如果δ₀大于δ_opt，则选择一个非零电压矢量作为最优电压矢量，用来追踪参考电流；其中，V_k为非零电压矢量，L_s是定子绕组电感，T_s是采样周期；

步骤五、基于所确定的最优电压矢量对参考电流进行追踪控制。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤一中建立永磁同步电机在定子αβ两相静止坐标系下的数学模型，具体包括：

模型基于以下几点假设：

(1)定子绕组为Y型连接，且通以对称的三相正弦交流电；

(2)电感量随转子位置按正弦规律变化；

(3)忽略交直轴之间的互感；

(4)铁心饱和及电机参数变化忽略不计；

所述模型可表示为：

e_α＝-λ_fω_r sinθ_r

e_β＝λ_fω_r cosθ_r

式中，V_α，V_β是定子两相静止坐标系下逆变器的输出电压；i_α、i_β是永磁同步电机在定子两相静止坐标系下的电流；R_s是定子绕组阻值；L_s是定子绕组电感；λ_f是永磁体主磁通；θ_r是转子位置；ω_r是转子旋转电角速度；e_α、e_β是永磁同步电机转子旋转时产生的反电动势；t是时间；

利用一阶欧拉公式得到离散后的永磁同步电机数学模型为：

其中，T_s是采样周期；Δi_α(k+1)、Δi_β(k+1)分别为电流变化量。