[发明专利]一种开关磁阻电机多步预测控制器构造方法

说明书

本发明公开了一种开关磁阻电机多步预测控制器构造方法，包括通过电流传感器及位置霍尔传感器检测出k时刻的电流及位置信号。位置信号经过微分计算后可以得到转速信号。计算转速信号与给定转速信号的差值，使用PI控制模块将其分别转化为转矩及电流参考值，为电流和转矩的多步预测控制控制提供参考值。建立多步预测控制模型，通过k时刻的采样值预测出预测时域内的电流和转矩值，通过成本函数计算获得最优的控制变量及开关矢量。最后建立误差修正模块。本发明采用了误差修正环节，利用最小递归二乘法计算补偿值补偿模型误差，提高模型的准确性。

技术领域

本发明涉及了一种开关磁阻电机多步预测控制器构造方法，属于电机控制技术领域。

背景技术

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)具有结构简单，可靠性高，调速范围宽，高启动转矩和无需永磁材料等突出特点，是混合动力汽车用轮毂电机的热门课题。SRM的磁场是由脉动电流产生的，因此由转矩脉动产生的振动和噪声成为SRM较为突出的缺点，这严重限制了开关磁阻电机在轮毂电机领域的推广应用。因此对减少振动和降低噪声的探讨，成为了国内外学者广泛关注的焦点。先进的控制方法可以一定程度上减小转矩脉动。

对于传统的PID控制，当被控对象处于经常变化的环境中时，需要根据环境的变化来调整PID增益，因此PID控制在实际应用中不够灵活。相比之下模型预测控制(ModelPredictive Control，MPC)可以滚动优化其模型，且其逻辑简单、易处理非线性、多变量系统，在功率变换器控制算法中逐渐受到关注。根据控制器的状态组合与受控对象的物理特性，MPC可依据预测结果直接产生功率变换器驱动信号，易于降低开关管动作频率，动态响应快。转矩预测控制(predictive torque control,PTC)是由MPC演化而来一种用来控制转矩的算法，提高转矩的控制精度，在一定程度上减小转矩脉动。恶劣的工作环境可能会对电机运行产生较大的干扰，影响控制精度，因此对控制的鲁棒性及稳定性具有较高的要求。因此加入了误差修正模块，提高系统的鲁棒性。

发明内容

本发明的目的构造一种开关磁阻电机多步预测控制器。首先由PI控制器将转速误差值确定为转矩和电流参考值，由预测控制器实现精确的转矩与电流控制。增加误差修正环节，建立预测模型的参数误差与预测误差之间的映射关系，根据系统不同运行工况，引入预测误差反馈量实现系统自适应在线调节，提高控制策略的鲁棒性。

本发明的技术方案是：

一种开关磁阻电机多步预测控制器构造方法，包括以下步骤：