[发明专利]一种永磁同步电机三电压矢量模型预测控制方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机三电压矢量模型预测控制方法，其特征在于，应用于表贴式永磁同步电机，包括：

采集所述表贴式永磁同步电机在不同开关状态下的电流值以及转速，并根据各所述电流值以及各所述转速计算得到最优电压矢量；

根据所述表贴式永磁同步电机的基本电压矢量建立空间均分坐标系，所述空间均分坐标系为依据所述基本电压矢量分为6个扇区的空间均分坐标系，并判断所述最优电压矢量所处的所述扇区；

将所述最优电压矢量分解为所述扇区的边界矢量以及零矢量，所述边界矢量为所述扇区的两个边界的所述基本电压矢量，并获取所述基本电压矢量在控制周期内的作用时间；

依照得到的所述边界矢量以及所述零矢量按照所述作用时间完成电压输出。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机三电压矢量模型预测控制方法，其特征在于，所述采集所述表贴式永磁同步电机在不同开关状态下的电流值以及转速，并根据各所述电流值以及各所述转速计算得到最优电压矢量包括：

测得所述表贴式永磁同步电机在不同开关状态下的电流值以及转速，建立d-q坐标系，所述基本电压矢量由如下公式获取：

u_du_q为所述基本电压矢量d-q轴上的定子电压分量，i_di_q为所述表贴式永磁同步电机在不同开关状态下的电流值在d-q轴上的定子电流分量，ψ_dψ_q为d-q轴上的磁链分量，ψ_f为转子磁链，R_s为定子电阻，ω为所述转速；

对于所述表贴式永磁同步电机，有L_d＝L_q＝L_s，所述磁链分量可表示为：

有限集模型预测控制建立预测模型方程时需要将连续状态下的数学模型进行离散化，采用前向欧拉法将上述步骤进行离散化；

T_s是采样周期(控制周期)，下标k表示该分量为当前控制周期下作用分量；

定义所述表贴式永磁同步电机的每一桥臂开关状态为S_x，所述最优电压矢量在d-q坐标系上的分量表示为；

3.根据权利要求2所述的永磁同步电机三电压矢量模型预测控制方法，其特征在于，所述根据所述表贴式永磁同步电机的基本电压矢量建立空间均分坐标系包括：

定义所述表贴式永磁同步电机的每一桥臂开关状态为S_x，则存在；

根据每一桥臂导通状态下的相电压，可得到任一开关状态下合成电压矢量的表达式：

依据所述开关状态S_x的6种情况生成对应的基本向量。

4.根据权利要求3所述的永磁同步电机三电压矢量模型预测控制方法，其特征在于，所述判断所述最优电压矢量所处的所述扇区包括：

利用Anti-Park变换将所述最优电压矢量由d-q坐标系转化到所述空间均分α-β坐标系下，变换公式如下：

利用变换得到的u_α,β并确认所述最优电压矢量对应的所述扇区。

5.根据权利要求4所述的永磁同步电机三电压矢量模型预测控制方法，其特征在于，所述依照得到的所述边界矢量以及所述零矢量按照所述作用时间完成电压输出包括：

计算零矢量和边界矢量的代价函数g_i,g_j,g_k，定义所述零矢量和所述边界矢量的作用时间分别为T_i,T_j,T_k；

依照所述代价函数的输出序列规则，按照作用时间排列组合将各所述最优电压矢量分量完成输出。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的永磁同步电机三电压矢量模型预测控制方法，其特征在于，在所述依照得到的所述边界矢量以及所述零矢量按照所述作用时间完成电压输出之后，还包括：

若所述电压输出的状态未达到需要的额定状态，则进行报警。