[发明专利]一种参数失配情况下永磁同步电机驱动系统时间谐波抑制方法

说明书

本发明提供了一种参数失配情况下永磁同步电机驱动系统时间谐波抑制方法，能够根据参数失配对电流预测误差的影响进行深入挖掘，通过对稳态误差和动态误差进行分离实现了在参数失配情况下对电流误差的精确估计，从而解决了有效减小参数失配情况下谐波含量的技术问题，能够起到现有技术所不具备的诸多有益效果。

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电机电流预测控制方法，尤其涉及控制系统在参数失配情况下的谐波电流抑制方法。

背景技术

永磁同步电机驱动系统工况和环境温度的变化会导致电感、电阻、磁链等参数的变化，从而导致驱动系统参数失配以及时间谐波增加，驱动系统的涡流损耗和转矩脉动也会相应增加。为了提高驱动系统的运行品质，需要对驱动系统的谐波进行抑制，当前针对系统参数失配所导致的时间谐波含量增加的解决方法主要是对驱动系统进行参数辨识。参数辨识分为离线辨识和在线辨识，其中，离线辨识主要是通过台架实验对驱动系统不同工况下的参数进行离线辨识，然后将辨识结果以表格或数学模型的形式保存到控制器中；在线辨识则主要是通过卡尔曼滤波、模型参考自适应等算法实现对电感等参数的实时辨识，然后对控制策略进行修正。然而，上述两种解决方法仍存在一些缺陷，比如离线辨识的控制方式虽然能在一定程度上提高驱动系统的控制性能，但是离线参数辨识很难穷尽驱动系统的所有可能工况，且离线辨识很难考虑温度对电阻和磁链的影响；而在线辨识的辨识精度尚不能保证，并且由于在线辨识需要一定的收敛时间，在运行工况变化剧烈时辨识可靠性也无法保证。

因此，需要针对永磁同步电机驱动系统参数失配对电流的影响，提出一种高效可靠的永磁同步电机控制方式，以解决在参数失配的情况下实现对谐波电流有效抑制的技术问题。

发明内容

针对上述本领域中存在的技术问题，本发明提供了一种参数失配情况下永磁同步电机驱动系统时间谐波抑制方法，具体包括以下步骤：

步骤1、在不考虑参数失配情况下，根据电流预测方程和电压方程对下一时刻的电流和作用电压进行预测，并记录每一时刻的预测电流、实测电流和作用电压。

步骤2、根据当前时刻的预测电流和实测电流得到当前时刻的预测电流误差序列，并根据最近两个时刻的误差电流和作用电压得到误差电流修正系数。

步骤3、根据当前时刻的误差电流和误差电流修正系数将电流误差的稳态分量和动态分量进行分离，根据不考虑参数失配时所计算出的下一周期的理想作用电压和电流修正系数预估出下一时刻预测电流的动态误差，将参考电流、电流稳态误差和电流动态误差进行叠加，得到修正后的参考电流。

步骤4、根据所述步骤3中得到的修正后的参考电流计算得到下一周期的实际作用电压。

进一步地，所述步骤1所述的电流预测方程，采用以下公式计算：

其中，i_d、i_q为交直轴的实测电流，i_dp、i_qp为交直轴的预测电流，k为当前时刻，T_s为控制周期，w_e为电角速度，u_d、u_q为交直轴的实际作用电压，Ψ为永磁体磁链，L_s为电感，R为电子绕组电阻。

进一步地，所述的步骤2具体包括：

所述的根据当前时刻的预测电流和实测电流得到当前时刻的预测电流误差序列采用以下公式计算：

所述根据最近两个时刻的误差电流和作用电压得到误差电流修正系数具体包括：

根据所述的预测电流误差序列得到误差的变化：

根据最近两个时刻的作用电压和所述误差的变化得到交直轴的误差电流修正系数：