[发明专利]一种永磁同步电机三矢量模型预测控制的无零矢量算法

权利要求书

1.一种永磁同步电机三矢量模型预测控制的无零矢量算法，其特征在于，该算法包括如下步骤：

步骤一，获取永磁同步电机在同步旋转坐标系d-q轴下的定子电压方程组，并利用所述方程组得到d轴和q轴的电流变化率的计算公式；

步骤二，计算u₀-u₆七个电压矢量单独作用时的d轴和q轴的电流变化率；

步骤三，对在u₁、u₃、u₅三个电压矢量配合作用下的下一时刻的d轴和q轴的电流进行预测，并采用无差拍方法使下一时刻的q轴和d轴的电流预测值分别等于速度环PI输出给定的q轴电流和外部给定的d轴电流；

步骤四，通过上述无差拍方法列写的方程式，以及已知三个矢量作用时间之和等于采样周期，得到一组三元一次方程并求解，得到三个矢量在一个采样周期中各自的作用时间；

步骤五，对矢量作用时间进行处理，若作用时间为负值，则先将该矢量作用时间取为零，进而对三个矢量时间进行加和，若结果大于采样周期，则对其进行过调制处理；

步骤六，对三个所选电压矢量进行期望电压矢量的合成，得到合成后的电压矢量在同步旋转坐标系d-q轴上的分量；

步骤七，用u₁、u₂、u₃和u₃、u₄、u₅以及u₅、u₆、u₁三组电压矢量分别替换u₁、u₃、u₅重复步骤三到步骤六的运算，最终得到四组期望电压矢量在同步旋转坐标系d-q轴上的分量；

步骤八，四组期望电压矢量在同步旋转坐标系d-q轴上的分量分别代入d轴和q轴的电流预测公式得到四组d轴和q轴的电流预测值，再利用价值函数公式得到最接近给定值的d轴和q轴的电流预测值，选取该组电流预测值对应的电压矢量组作为下一周期要施加的电压矢量组，并按照步骤四中算得的三个矢量各自的作用时间进行施加。

2.根据权利要求1所述一种永磁同步电机三矢量模型预测控制的无零矢量算法，其特征在于，获取永磁同步电机在同步旋转坐标系d-q轴下的定子电压方程组，首先利用所述方程组得到u₀-u₆各自作用时的d轴和q轴的电流变化率和所述方程为：

其中的u_d和u_q分别为d轴和q轴上的电压分量；i_d和i_q分别为此时d轴和q轴上的电流分量；为转子磁链幅值；L_d和L_q分别为d轴和q轴上的电感分量；R_s为定子电阻；ω_e为电角速度。