[发明专利]永磁同步电机无模型预测电流控制方法

权利要求书

1.永磁同步电机无模型预测电流控制方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一、在线实时采集永磁同步电机三相电流；

步骤二、建立永磁同步电机在dq旋转坐标系下的数学模型；针对所述数学模型，以定子电压为控制变量，定子电流变化率为输出变量，建立永磁同步电机的超局部模型；

步骤三、针对dq旋转坐标系下的数学模型，建立基于指数趋近律的滑模观测器，并将滑模控制律代入超局部模型，得到考虑参数扰动的超局部模型：

其中，F＝(-R_si_s-jw_eΨ_f-jw_e L_s i_s)/L_s为未知部分，R_s,L_s和Ψ_f分别是定子电阻、定子电感和转子磁链；w_e代表电角速度；α＝1/L_s为输入变量的系数，下标d、q分别对应d轴和q轴，j为虚数单位；X_d表示参数F_d与参数F_d的扰动之和，X_q表示参数F_q与参数F_q的扰动之和，和分别是X_d和X_q的估计，u_d，u_q分别是d、q轴电压；i_d，i_q分别是d、q轴定子电流；和是d、q轴定子电流的估计；U_dsmo和U_qsmo表示滑模控制律，g_d和g_q是滑模参数；

将考虑参数扰动的超局部模型进行向前一阶欧拉离散化，获得下一时刻的定子预测电流：

为了跟踪参考电流，令从而获得u_d和u_q为：

对永磁同步电机无模型预测电流控制中的参数扰动带来的电流误差进行估计和补偿。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤二中永磁同步电机在dq旋转坐标系下的数学模型为：

T_e＝1.5pψ_fi_q

式中，u_d，u_q分别是d、q轴电压；i_d，i_q分别是d、q轴定子电流；R_s,L_s和Ψ_f分别是定子电阻、定子电感和转子磁链；w_e，w_m代表电角速度和机械角速度；T_e，T_l分别是电磁转矩和负载转矩；η，p分别表示电机的转动惯量和极对数。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：超局部模型具体采用单输入单输出系统的一阶超局部模型，表示为：

式中，u、y分别为控制变量和输出变量，上标·表示相应参数的导数；

利用超局部模型取代dq旋转坐标系下的数学模型，可以得到永磁同步电机的超局部模型为：

式中F＝(-R_si_s-jw_eΨ_f-jw_e L_s i_s)/L_s为未知部分，α＝1/L_s为输入变量的系数，下标d、q分别对应d轴和q轴，j为虚数单位。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤三中基于指数趋近律的滑模观测器设计具体为：

式中，和是参数扰动f_d和f_q的估计值，和分别是d、q轴定子电流的估计值，U_dsmo和U_qsmo表示滑模控制律，g_d和g_q是滑模参数。