[发明专利]基于有效开关时间的三相四开关永磁同步电机系统模型预测控制方法

权利要求书

1.一种基于有效开关时间的三相四开关永磁同步电机系统模型预测控制方法，包括如下步骤：

(1)通过测量得到电机的三相定子电流i_a～i_c和转子位置角θ_r，并对转子位置角θ_r进行微分得到电机转速ω_r，同时采集三相四开关逆变器中A相上桥臂电容电压V_C1和A相下桥臂电容电压V_C2；

(2)根据步骤(1)中采集到的信息计算出电机的磁链补偿量Ψ_{dq_com}以及磁链给定矢量Ψ_{dq_ref}；

(3)根据电容电压V_C1和V_C2确定偏移电压矢量V_off，进而结合d-q坐标系下的磁链给定矢量Ψ_{dq_ref}计算出电机在α-β坐标系下的偏移磁链误差矢量ΔΨ_{αβ_off}；

(4)根据偏移磁链误差矢量ΔΨ_{αβ_off}计算每个控制周期中三个基本电压矢量对应的持续作用时间t_MS、t_L、t_SS；

(5)根据偏移磁链误差矢量ΔΨ_{αβ_off}以及持续作用时间t_MS、t_L、t_SS确定每个控制周期中三相四开关逆变器B、C两相上桥臂开关器件对应的有效开通时间T_B和T_C，具体标准如下：

当ΔΨ_{α_off}≥0且ΔΨ_{β_off}≥0时，T_B＝t_L+t_SS，T_C＝t_SS；

当Ψ_{α_off}＜0且ΔΨ_{β_off}≥0时，T_B＝t_L+t_MS，T_C＝t_MS；

当ΔΨ_{α_off}＜0且ΔΨ_{β_off}＜0时，T_B＝t_MS，T_C＝t_L+t_MS；

当ΔΨ_{α_off}≥0且ΔΨ_{β_off}＜0时，T_B＝t_SS，T_C＝t_L+t_SS；

其中：ΔΨ_{α_off}和ΔΨ_{β_off}分别为偏移磁链误差矢量ΔΨ_{αβ_off}的α轴分量和β轴分量；

进而采用对称调制方法生成B、C两相开关器件的驱动信号，用以对电机系统施加控制。

2.根据权利要求1所述的三相四开关永磁同步电机系统模型预测控制方法，其特征在于：所述步骤(2)中通过以下公式计算电机的磁链补偿量Ψ_{dq_com}：

Δi_a＝K_pΔV_DC

Ψ_{dq_com}＝L_dΔi_acosθ_r+j(-L_qΔi_asinθ_r)

其中：ΔV_DC为直流偏置量，Δi_a为故障相补偿电流，s为拉普拉斯算子，K_p为设定的比例增益系数，L_d和L_q分别为电机的直轴电感和交轴电感，j为虚数单位。