[发明专利]一种基于模型预测控制的永磁同步电机控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于模型预测控制的永磁同步电机控制方法，其特征在于，包括：

获取当前时刻永磁同步电机的当前定子电流和当前定子电压；

根据所述当前定子电压确定电压源型逆变器的当前开关状态和当前电压矢量；

根据所述当前定子电流，通过模型预测控制算法计算得到下一个时刻的预测定子电流及预测电压矢量；

根据预设成本函数，从所述预测电压矢量中选择备选电压矢量；

确定所述备选电压矢量的预测开关状态，根据所述当前开关状态及所述预测开关状态确定改变状态的开关数量；

根据所述改变状态的开关数量，对所述备选电压矢量进行筛选；

通过筛选后的所述备选电压矢量，在下一个时刻控制所述永磁同步电机。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前定子电压确定电压源型逆变器的当前开关状态和当前电压矢量之前，还包括：

根据电压源型逆变器的输出电压、电压矢量及开关状态的关系，构建得到所述电压源型逆变器的计算模型；

所述根据所述当前定子电压确定电压源型逆变器的当前开关状态和当前电压矢量，包括：

根据所述当前定子电压确定所述电压源型逆变器的当前输出电压；

根据所述电压源型逆变器的计算模型及所述当前输出电压，计算得到当前开关状态和当前电压矢量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设成本函数，从所述预测电压矢量中选择备选电压矢量，包括：

获取正交电流参考值及最大定子电流幅值；

根据所述正交电流参考值、所述最大定子电流幅值及所述预设成本函数，从所述预测电压矢量中选择使电流误差最小的备选电压矢量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述备选电压矢量的预测开关状态，根据所述当前开关状态及所述预测开关状态确定改变状态的开关数量，包括：

确定所述备选电压矢量的预测开关状态；

通过比较所述预测开关状态和所述当前开关状态，确定下一个时刻需要改变状态的开关数量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述改变状态的开关数量，对所述备选电压矢量进行筛选，包括：

判断所述改变状态的开关数量是否大于预置值；

若大于，则不选择所述备选电压矢量；

若小于，则从所述备选电压矢量中选择最优电压矢量。

6.一种基于模型预测控制的永磁同步电机控制系统，其特征在于，包括：

永磁同步电机、电压源型逆变器、计算模块、模型预测控制模块、成本函数模块及成本函数优化模块；

所述计算模块，用于获取当前时刻所述永磁同步电机的当前定子电流和当前定子电压；

所述计算模块，还用于根据所述当前定子电压确定电压源型逆变器的当前开关状态和当前电压矢量；

所述模型预测控制模块，用于根据所述当前定子电流，通过模型预测控制算法计算得到下一个时刻的预测定子电流及预测电压矢量；

所述成本函数模块，用于根据预设成本函数，从所述预测电压矢量中选择备选电压矢量；

所述成本函数优化模块，用于确定所述备选电压矢量的预测开关状态，根据所述当前开关状态及所述预测开关状态确定改变状态的开关数量；

所述成本函数优化模块，还用于根据所述改变状态的开关数量，对所述备选电压矢量进行筛选；

所述电压源型逆变器，用于通过筛选后的所述备选电压矢量，在下一个时刻控制所述永磁同步电机。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：模型构建模块；

所述模型构建模块，用于根据电压源型逆变器的输出电压、电压矢量及开关状态的关系，构建得到所述电压源型逆变器的计算模型；

所述计算模块，还用于根据所述当前定子电压确定所述电压源型逆变器的当前输出电压；

所述计算模块，还用于根据所述电压源型逆变器的计算模型及所述当前输出电压，计算得到当前开关状态和当前电压矢量。