[发明专利]一种两相多电平逆变器驱动三相电机的FCS-MPC控制方法

权利要求书

1.一种两相多电平逆变器驱动三相电机的FCS-MPC控制方法，其特征在于，所述FCS-MPC控制方法具体包括如下步骤：

S1：采样获取当前周期对应的电流值，并在所述两相多电平逆变器上施加当前周期对应的最优开关矢量；

S2：将所述当前周期对应的电流值代入预测模型中，预测下一个周期对应的电流值；

S3：将所述两相多电平逆变器的输出中点作为两相多电平逆变器的第三相输出，根据电压跳变的限制条件，获取下一个周期对应的能选择的所有开关矢量；

S4：判断所述下一个周期对应的能选择的所有开关矢量是否满足三相电压平衡的线电压幅值限制条件，将其中不满足所述三相电压平衡的线电压幅值限制条件的开关矢量进行删除，确定出下一个周期对应的所有符合条件的开关矢量；

S5：将所述下一个周期对应的所有符合条件的各个开关矢量对应的电流值代入设计的价值函数中，将所述所有符合条件的各个开关矢量分别对应的价值函数进行比较，将所述最小价值函数对应的开关矢量作为下一个周期的最优开关矢量。

2.根据权利要求1所述的一种两相多电平逆变器驱动三相电机的FCS-MPC控制方法，其特征在于，在步骤S1中，在所述两相多电平逆变器上施加当前周期对应的最优开关矢量中，第一个周期对应的所述最优开关矢量为零矢量。

3.根据权利要求1所述的一种两相多电平逆变器驱动三相电机的FCS-MPC控制方法，其特征在于，在所述步骤S2中，将所述当前周期对应的电流值代入预测模型，预测出所述下一个周期对应的电流值，并将所述下一个周期对应的电流值作为下一个周期起始时刻电流的实际值，所述预测模型，具体为：

其中：

为在第k+1个周期内定子电流值的α分量，为在第k+1个周期内定子电流值的β分量，为在第k+1个周期内转子磁链值的α分量，为在第k+1个周期内转子磁链值的β分量，R_s为每相定子电阻值，R_r为每相转子电阻在定子侧值的折算值，L_m为αβ两相静止坐标系下定转子绕组同轴等效绕组之间的等效互感，L_r为转子绕组自感，σ为电机漏感系数，L_s为定子绕组自感，T_r为转子时间常数，ω_r为转子角速度，T_s为定子时间常数，I为单位矩阵，i_sα(k)为在第k个周期内定子电流值的α分量，i_sβ(k)为在第k个周期内定子电流值的β分量，ψ_rα(k)为在第k个周期内转子磁链值的α分量，ψ_rβ(k)为在第k个周期内转子磁链值的β分量，E为直流侧电压幅值的一半，S_a(k)为在第k个周期内电机线电压U_AB的开关函数，S_b(k)为在第k个周期内电机线电压U_BC的开关函数，S_c(k)为在第k个周期内电机线电压U_CA的开关函数。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种两相多电平逆变器驱动三相电机的FCS-MPC控制方法，其特征在于，所述步骤S3获取下一个周期对应的能选择的所有开关矢量，具体如下：

S3.1：将所述两相多电平逆变器的输出中点作为两相多电平逆变器的第三相输出，并将所述输出中点对应的开关函数置为0；

S3.2：根据所述电压跳变的限制条件，通过所述输出中点，获取所述下一个周期对应的能选择的所有开关矢量，其中所述电压跳变的限制条件即为一个控制周期内单相开关函数变化值不能大于等于2。

5.根据权利要求4所述的一种两相多电平逆变器驱动三相电机的FCS-MPC控制方法，其特征在于，在步骤S3.2中，当电机A相连接所述输出中点时，所述下一个周期对应的能选择的所有开关矢量，具体为：

其中：S(k+1)_i为在第k+1个周期内第i个开关矢量，S_b(k)为在第k个周期内电机线电压U_BC的开关函数，S_c(k)为在第k个周期内电机线电压U_CA的开关函数。