[发明专利]基于二次型价值函数的双电机转矩同步模型预测控制方法

权利要求书

1.一种基于二次型价值函数的双电机转矩同步模型预测控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)以通过两台电机驱动同一重载的双电机系统为对象，以电机输出转矩间的同步性能为主要控制目标，将各电机的电流值和电机间的转矩同步误差作为状态变量，建立统一预测模型；

2)输入上一时刻的状态变量和输入电压，利用统一预测模型得到下一时刻的状态变量预测值作为输出，采用一种二次型价值函数，将多个控制变量包含在同一个误差向量中，使得在价值函数中只存在一个待求解的权重系数矩阵；

3)针对单个权重系数矩阵的求解问题，通过对双电机转矩同步系统进行李雅普诺夫稳定性分析，提出一种权重系数矩阵离线求解算法计算得到最优权重系数矩阵并用于双电机转矩同步系统的有限集模型预测控制过程。

2.根据权利要求1所述的一种基于二次型价值函数的双电机转矩同步模型预测控制方法，其特征在于：

所述的步骤1)中所述的转矩同步误差e计算为：

e＝T_e1-T_e2

式中，T_e1和T_e2分别为两个电机的输出转矩。

3.根据权利要求1所述的一种基于二次型价值函数的双电机转矩同步模型预测控制方法，其特征在于：所述的步骤1)中，统一预测模型建立表示为：

x(k+1)＝G(k)·x(k)+F·U(k)+K·D(k)

x(k)＝[i_d1(k) i_q1(k) i_d2(k) i_q2(k) e(k)]^T

U(k)＝[u_d1(k) u_q1(k) u_d2(k) u_q2(k)]^T

D(k)＝[T_sω_r1(k)Ψ_f1/L₁,T_sω_r2(k)Ψ_f2/L₂]^T

式中，x(k)表示第kT_s时刻的状态向量，U(k)表示第kT_s时刻的输入向量，D(k)表示第kT_s时刻的传递向量；G(k)为第kT_s时刻的双电机系统的状态矩阵，F为双电机系统的输入矩阵，K为双电机系统的传递矩阵；

i_di(k)和i_qi(k)分别为第i台电机在第kT_s时刻的d、q轴电流值，i表示电机的序数，i＝1,2；e(k)表示第kT_s时刻的转矩同步误差，k表示控制周期的序数；u_di(k)和u_qi(k)分别为第i台电机在第kT_s时刻的输入电压d、q轴分量；T_s为双电机系统的控制周期；ω_ri(k)和Ψ_fi分别为第i台电机的转子电角速度和永磁磁链；L_i表示第i台电机的定子电感分量。

4.根据权利要求3所述的一种基于二次型价值函数的双电机转矩同步模型预测控制方法，其特征在于：所述的统一预测模型是以第kT_s时刻的各电机的电流值、电机间的转矩同步误差和输入电压作为输入，以第(k+1)T_s时刻的各电机的电流值和电机间的转矩同步误差作为输出。