[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

说明书

本申请公开一种永磁同步电机三电压矢量模型预测控制方法、装置及可读存储介质，涉及电子技术领域。所提供的永磁同步电机三电压矢量模型预测控制方法，通过建立空间坐标系，将空间分解为扇区，在获取得到对应的最优电压矢量后，可以将电压矢量分解为零矢量以及两个边界矢量从而达到由三矢量进行对应的电压输出的情况。与以往的双矢量的分解相比，本方案通过三矢量的引入，只需要固定其中任意矢量，从而另外的两个矢量无论方向还是幅值均为可控，从而在每次电压输出前利用计算得到的最优电压矢量所处扇区中的两个边界矢量和零矢量共三个矢量去合成输出的最优电压矢量，达到输出的电压矢量幅值，方向均可控的目的，有效提升模型预测电流控制性能。

技术领域

本申请涉及电子技术领域，特别是涉及一种永磁同步电机三电压矢量模型预测控制方法、装置及可读存储介质。

背景技术

近年来，随着电子机械技术的进步，电机在生产生活中的应用越来越广泛，其中，永磁表贴式永磁同步电机由于具有结构简单，功率密度高，运行噪声小等优点，在电动汽车，航天航空，工业机器人等领域得到了广泛的应用。为了提高永磁表贴式永磁同步电机的运行性能，目前已产生了多种控制策略，如矢量控制，直接转矩控制，模型预测控制等等，其中，矢量控制和直接转矩控制是经典的永磁表贴式永磁同步电机控制方法。

现有的传统模型电压控制方法由于预测环节只有8个基本电压矢量作为候选电压矢量会导致性能提升有限，出现电流脉动较大等问题。为了解决这些问题引入双矢量合成方法，并根据采用的第二电压矢量类型又可分为零矢量组合和非零矢量组合，前者合成的电压矢量幅值可变，但方向固定，后者则是方向可变，但幅值固定，两者都会限制控制性能的提升。

鉴于上述技术，寻找一种性能更高的电压控制方法是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种永磁同步电机三电压矢量模型预测控制方法、装置及可读存储介质，以便于解决引入双矢量合成方法，并根据采用的第二电压矢量类型又可分为零矢量组合和非零矢量组合，前者合成的电压矢量幅值可变，但方向固定，后者则是方向可变，但幅值固定，两者都会限制控制性能的提升的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供一种永磁同步电机三电压矢量模型预测控制方法，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。

优选地，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_d i_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；