[发明专利]应用于表贴式永磁同步电机PTC控制策略的权值选择方法

说明书

一种应用于表贴式永磁同步电机PTC控制策略的权值选择方法，首先，在基于PTC策略的永磁同步电机控制系统中，通过根据电机参数以及电流测量值对转矩和磁链预测过程进行计算分析，并定义最优电压矢量V_p，从而获得价值函数的等效函数；然后，通过对价值函数与其对应的等效函数进行比较分析，得到控制周期T不会影响价值函数的寻优过程，并获得用于平衡价值函数中转矩与磁链分量的推荐权值k_e。该方法能够实现对最优权值的精确定位，同时保持了PTC算法的控制性能。而且，权值计算结果不受电机生产商的出厂参数设置影响。

技术领域：

本发明属于表贴式PMSM高性能控制领域，特别涉及一种应用于表贴式永磁同步电机PTC控制策略的权值选择方法。

背景技术：

随着有限集模型预测控制FCS-MPC算法的快速发展，近几年，预测转矩控制PTC作为FCS-MPC算法的一个分支得到了广泛的研究。与传统FCS-MPC控制策略不同，PTC的控制目标为定子磁链和转矩，这两种不同的变量具有不同的物理性质和度量单位。因此在价值函数中需合理的选择权值以保证两部分在控制策略中同等重要，避免侧重一方而导致控制性能下降，造成整个系统的失控。

权值的选择在PTC控制策略的性能改进中有着不可忽视的作用。但是，目前针对最优权值选择方法的相关研究很少，相关方法仍存在理论依据不足，抛弃价值函数结构，削弱PTC控制算法优势等问题。而在一些研究中，转矩与磁链被认为具有同等重要的地位，而权值的设定与他们的额定值相关。但是，转矩额定值由电机生产商确定，其数值不仅与电机本体参数相关，同时也受到应用场合的影响。因此，研究如何改进最优权值的选择方法仍然是一个亟待解决的问题

发明内容：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种应用于表贴式永磁同步电机PTC控制策略的权值选择方法，该方法能够实现对最优权值的精确定位，同时保持了PTC算法的控制性能。而且，权值计算结果不受电机生产商的出厂参数设置影响。

如上构思，本发明的技术方案是：

一种应用于表贴式永磁同步电机PTC控制策略的权值选择方法，其特征在于：首先，在基于PTC策略的永磁同步电机控制系统中，通过根据电机参数以及电流测量值对转矩和磁链预测过程进行计算分析，并定义最优电压矢量V_p，从而获得价值函数的等效函数；然后，通过对价值函数与其对应的等效函数进行比较分析，得到控制周期T不会影响价值函数的寻优过程，并获得用于平衡价值函数中转矩与磁链分量的推荐权值k_e。

优选地，所述的方法具体过程如下：

(1)转矩与磁链的估计，通过三相电流采样得到三相坐标系下的电机定子电流，通过电机上安装的传感器得到转子位置θ_e、转子的电角速度ω_e；将三相坐标系下的电机定子电流通过三相到两相坐标变换得到α-β坐标系下的定子电流，表贴式永磁同步电机在α-β静止参考系下的平衡方程以及电磁转矩表示为：

式中，V,I为定子电压和定子电流；Ψ_s,Ψ_r为定子磁链和转子磁链(即永磁体磁链)；R,L分别为定子绕线电阻和电感；p为极对数； T_e为电磁转矩；为Ψ_s的共轭复数；

(2)计算转矩导数以及定子磁链模值的导数，定子磁链Ψ_s与转子磁链Ψ_r表示为|Ψ_s|e^jθs和|Ψ_r|e^jθe，式中θ_s和θ_e为定子磁链与转子磁链的相角，根据以下公式得到定子磁链模值的导数以及得到转矩导数，