[发明专利]一种改进型永磁同步直线电机模型预测电流控制方法

权利要求书

1.一种改进型永磁同步直线电机模型预测电流控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：通过光栅尺位置信息采集模块(1)获取电机k时刻电机的电角度θ_e、并计算电机动子电角速度ω_e及速度v；

步骤2：通过PI控制器(2)得到q轴电流的参考值i_q^ref，并给定d轴电流参考值i_d^ref＝0；

步骤3：通过坐标变换模块(3)得到k采样时刻dq坐标系下的电流分量i_d(k)、i_q(k)；

步骤4：经过一阶欧拉方程(4)得到dq坐标系下的离散化定子电流方程，从而确定在k+1采样时刻的定子电流预测值i_d(k+1)和i_q(k+1)；

步骤5：通过价值函数筛选出最优电压矢量，结合无差拍控制思想，将无差拍控制目标中q轴电流参考值替换为k时刻的q轴电流测量值，构建新的无差拍跟踪方程；

步骤6：由电流斜率法模块(5)计算出最优电压矢量和零电压矢量的占空比，输出逆变器驱动信号。

2.根据权利要求1所述的一种改进型永磁同步直线电机模型预测电流控制方法，其特征在于，步骤1所述计算电机动子电角速度ω_e及速度v的具体方法为：由式(1)得到电角速度ω_e，由式(2)得到动子速度。

式(1)中n_p为电机极对数，τ为极距；式(2)中dx为位置偏移量。

3.根据权利要求1所述的一种改进型永磁同步直线电机模型预测电流控制方法，其特征在于，步骤3所述的通过坐标变换模块得到k采样时刻dq坐标系下的电流分量i_d(k)、i_q(k)的具体方法为：由电流传感器获取永磁同步直线电机k采样时刻的三相定子电流i_a(k)、i_b(k)和i_c(k)，经公式(3)所示的Clark变换后获取k时刻定子电流在αβ轴的分量i_α(k)和i_β(k)，再经公式(4)的Park变换后得到dq轴的k时刻定子电流分量i_d(k)和i_q(k)；

4.根据权利要求1所述的一种改进型永磁同步直线电机模型预测电流控制方法，其特征在于，步骤4所述的获取k+1采样时刻的定子电流预测值的具体方法为：根据公式(5)所示的一阶前馈欧拉方程将公式(6)所示的电流微分方程离散化处理，可得到公式(7)所示的k+1时刻定子电流的预测方程。

其中，i_s(k+1)和i_s(k)表示k+1时刻和k时刻的电流状态；

式中，u_d、u_q分别为定子电压d、q轴电压分量；L_d、L_q分别为d、q轴电感分量；R为定子电阻；ψ_f代表永磁体磁链。

式中，i_d(k)、i_q(k)分别为当前采样时刻的d、q轴电流；i_d(k+1)、i_q(k+1)分别为下一采样时刻的d、q轴电流预测值；T_s为采样周期；u_d(k)、u_q(k)分别为当前时刻d、q轴电压；ω_e(k)为当前时刻动子电角速度。