[发明专利]一种双稳态永磁开关分合闸气隙磁链的解耦控制方法

权利要求书

1.一种双稳态永磁开关分合闸气隙磁链的解耦控制方法，其特征在于：包括以下步骤；

步骤S1、构建操动过程中的磁链实时观测器，通过实时采集分合闸线圈的电压与电流信号，分别计算分合闸磁路的磁链；

步骤S2、根据驱动电路拓扑构建开关状态表，设计基于有限集模型预测的磁链预测模型，用于遍历下一时刻不同开关状态下的分合闸气隙磁链值；

步骤S3、设计代价函数，依据代价函数对遍历的磁链值进行寻优，以得到下一开关周期的最优解，并在下一开关周期输出最优解对应的开关状态来控制驱动电路。

2.根据权利要求1所述的一种双稳态永磁开关分合闸气隙磁链的解耦控制方法，其特征在于：在步骤S3中，设置不同的分合闸气隙磁链参考值，使预测的分、合闸气隙磁链分别跟踪设定的分闸、合闸气隙参考磁链，实现分闸、合闸气隙磁链的解耦控制。

3.根据权利要求1所述的一种双稳态永磁开关分合闸气隙磁链的解耦控制方法，其特征在于：所述双稳态永磁开关的分合闸线圈，其驱动拓扑均采用全桥结构，具体为：U_dc为直流输入电压，S₁至S₈为开关管，构成4个桥臂，分别为B₁、B₂、B₃、B₄；其中桥臂B₁、B₂用来控制合闸线圈激磁状态，B₃、B₄用来控制分闸线圈激磁状态，定义桥臂的状态；

B₁进行控制时，当上桥臂S₁开通，下桥臂S₃关断时，桥臂状态为“1”；当下桥臂S₃开通，上桥臂S₁关断时，桥臂状态为“0”。

4.根据权利要求3所述的一种双稳态永磁开关分合闸气隙磁链的解耦控制方法，其特征在于：步骤S2中构建开关状态表，其方法为：将驱动电路的开关状态与线圈的电压状态相映射，构建开关状态表，所述开关状态表用于根据预测的电压状态直接给出对应的开关驱动信号，进而控制激磁；

步骤S2的开关状态表包括开关状态组合表，其构建过程如下：

双稳态永磁开关中，属于合闸组的不同桥臂状态对应的线圈电压及气隙磁链的变化情况如表1所示：

表1：合闸组开关状态表

表中，u_h为合闸线圈电压；

属于分闸组的不同桥臂状态对应的线圈电压及气隙磁链的变化情况如表2所示：

表2：分闸组开关状态表

u_f为分闸线圈电压；

由于双稳态永磁开关分闸操作、合闸操作中，桥臂状态(1，1)与(0，0)的激磁情况相同，所以从上述表中，舍弃状态(1，1)，仅保留状态(0，0)，将合闸组与分闸组的桥臂状态进行组合，以把16个桥臂状态简化为9个桥臂状态，形成开关状态组合表，如下述表3所示，

表3：开关状态组合表

1，B2，B3，B4)]]>	h]]>	f]]>	1～S8]]>
(0，0，0，0)	0	0	(0，0，1，1，0，0，1，1)
(0，0，0，1)	0	dc]]>	(0，0，1，1，0，1，1，0)
(0，0，1，0)	0	dc]]>	(0，0，1，1，1，0，0，1)
(0，1，0，0)	dc]]>	0	(0，1，1，0，0，0，1，1)
(0，1，0，1)	dc]]>	dc]]>	(0，1，1，0，0，1，1，0)
(0，1，1，0)	dc]]>	dc]]>	(0，1，1，0，1，0，0，1)
(1，0，0，0)	dc]]>	0	(1，0，0，1，0，0，1，1)
(1，0，0，1)	dc]]>	dc]]>	(1，0，0，1，0，1，1，0)
(1，0，1，0)	dc]]>	dc]]>	(1，0，0，1，1，0，0，1)

利用表3清晰建立驱动电路桥臂状态与两个线圈电压状态之间的映射关系，之后利用桥臂状态的定义，将桥臂状态转换成开关状态，即可构建驱动电路开关状态与两个线圈电压状态之间的映射关系，进而完成开关状态表的构建。