[发明专利]一种开关磁阻电机模型预测转矩和径向力控制方法

权利要求书

1.一种开关磁阻电机模型预测转矩和径向力控制方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤1：给定参考转矩T_ref和参考径向力F_ref，在闭环系统中，T_ref可由转速环PI调节器输出得到；获取开关磁阻电机电感特性、磁链特性和转矩特性和径向力特性，根据以上特性构建数据表L_ph(i_ph,θ)、e_ph(i_ph,θ)、T_ph(i_ph,θ)和F_ph(i_ph,θ)；其中，L_ph、e_ph、T_ph、F_ph、i_ph、θ分别表示开关磁阻电机相电感、反电动势系数、相转矩、相径向力、相电流和转子位置；

步骤2：采集电机在k时刻的转子位置θ(k)、相电流i_ph(k)、转速ω(k)以及相电压V_ph(k)的值；

步骤3：根据步骤2得到的测量数据，预测k+1时刻的转子位置θ(k+1)、相电流i_ph(k+1)；

步骤4：预测k+2时刻转子位置θ(k+2)并判定电机运行状态；定义开关矢量s_ph与相电压的关系如下，其中s_ph＝1表示不对称半桥功率变换器两个开关管都导通，s_ph＝0只有一个开关管导通，s_ph＝-1表示两个开关管都关闭；开关状态的组合原则为：在单向导通区，只计算当前导通相的开关状态，其余相为-1；在换相区，只预测正在换相的两相开关状态；

式中V_bus表示母线电压，V_T、V_D、V_ph、s_ph分别表示开关管的压降、续流二极管的压降、相电压和状态变量；

结合预测的开关状态，计算出k+1时刻的预测相电压，预测k+2时刻相电流i_ph(k+2)；

步骤5：结合k+2时刻的相电流和转子位置信息，通过查表T_ph(i_ph,θ)和F_ph(i_ph,θ)预测k+2时刻的转矩和径向力，求取总转矩和总径向力；

步骤6：根据步骤5预测出k+2时刻的总转矩和总径向力，求解成本函数的值；

步骤7：根据步骤6得到的成本函数选择开关信号控制功率变换器中的开关；

步骤8：检查是否给出了终止命令；如果是，停止循环；否则，返回步骤2。

2.根据权利要求1所述一种开关磁阻电机模型预测转矩和径向力控制方法，其特征在于：步骤1中通过固定夹持法获取开关磁阻电机电感特性、磁链特性和转矩特性，通过有限元仿真获取径向力特性，根据以上特性构建二维数据表L_ph(i_ph,θ)、e_ph(i_ph,θ)、T_ph(i_ph,θ)和F_ph(i_ph,θ)；其中根据公式

计算反电动势系数，其中L_ph、e_ph、i_ph、θ分别表示开关磁阻电机相电感、反电动势系数、相电流和转子位置。