[发明专利]一种表贴式永磁同步电机电流预测控制方法

权利要求书

1.一种表贴式永磁同步电机电流预测控制方法，适用于抑制电机电阻、电感及磁链参数失配情况下引起的扰动，其特征在于：方法具体包括以下步骤：

步骤一、在每个系统控制周期中测量电机的三相定子电压U_abc、定子电流及转子速度信号；将所述三相定子电压及定子电流转化为旋转坐标系下的d-q轴电压U_d、U_q及电流i_d、i_q；将上述信号全部存储在控制器中；

步骤二、利用控制器中存储的d-q轴电压及电流、转子速度信号，计算当前k时刻对应的控制周期T_s与实际的电机定子电感L之比，用参数Z表示，并对k+1时刻的实际电流方程进行重构；

步骤三、基于所述重构得到的实际电流方程，得到k+1时刻的实际参考电压；利用脉冲宽度调制技术作用于逆变器，实现相应的控制；

当前k时刻的电流i_d基于以下方程所表示的关系确定：

其中，i_d(k)、i_d(k-1)、i_d(k-2)分别为第k时刻、第k-1时刻及第k-2时刻的d轴电流；i_q(k-1)、i_q(k-2)分别为第k-1时刻及第k-2时刻的q轴电流；ω_e(k-1)、ω_e(k-2)分别为第k-1时刻及第k-2时刻的电机电角速度；U_d(k-1)、U_d(k-2)分别为第k-1时刻及第k-2时刻的d轴电压；R为实际的电机定子电阻值；

所述参数Z通过以下方式计算：

由于表贴式永磁同步电机的d轴电流很小，因此d轴电流由于电阻产生的电压降可以忽略，故当前时刻参数Z可以如下形式表示：

根据所述参数Z得到第(k+1)时刻的电流预测方程：

i_d^p(k+1)＝i_d(k)+ZU_d(k)+T_sω_e(k)i_q(k)

式中，上标p表示预测值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：基于所述重构得到的实际电流方程，得到k+1时刻的实际参考电压具体包括：

在所述第(k+1)时刻的电流预测方程，令f_d(k)＝T_sω_e(k)i_q(k)；

基于电机的角频率在两个相邻的系统控制周期中将被近似作为一个常数的假设，f_d(k+1)可以表示为如下所示：

结合前述公式，预测k+1时刻d轴电压方程可以如下方式表示：

式中，上标ref表示参考值；

在q轴坐标系下，第k时刻的q轴电流方为：

其中，Ψ_m为实际的电机转子磁链值，根据上式，f_q(k-1)可以进一步表示为：

f_q(k-1)＝i_q(k)-i_q(k-1)-ZU_q(k-1)

将第k时刻与第(k-1)时刻的q轴电流方程做差，得到以下关系：

因此f_q(k)可以被获得如下所示：

因此，当获得f_q(k)后，第(k+1)时刻的q轴电流预测方程如下所示：

f_q(k+1)为：

根据i_q(k+1)、f_q(k+1)，可得q轴电压方程：