[发明专利]一种固定开关频率的直接模型预测控制方法

权利要求书

1.一种固定开关频率的直接模型预测控制方法，其特征在于，该模型预测控制方法包括如下步骤：

S1：采集并存储当前采样周期的三相电流i_abc、永磁同步电机电角度θ、应用开关状态u(t₀^-)，获取静止坐标系下定子电流给定值i_s^ref，s＝α,β；

S2：根据前一时刻存储的u(t₀^-)配置开关序列输入模块，定义6种开关状态序列U_n，n＝1-6；

S3：将采集的三相电流i_abc经过坐标变换获得静止坐标系下的定子电流值i_s(t₀)，配置电流梯度计算模块，获得一周期内四个时刻段对应的电流梯度值m(t₀)～m(t₃)；

S4：对于六个开关序列，依次进行价值函数G的最小化求解，获取六个三元组解，t_z，U_z，J_z，z＝1-6，再从六组解中取出G_z最小化的对应的开关切换时间t^*＝[t₁^*t₂^*t₃^*]^T与开关序列U^*＝[u^*T(t₀)u^*T(t₁)u^*T(t₂)u^*T(t₃)]^T，从而产生PWM信号控制逆变器工作，驱动电机。

2.根据权利要求1所述的一种固定开关频率的直接模型预测控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，6种开关状态序列的定义方法为：根据开关信号每一相切换的顺序，按照式(1)确定开关序列U_n；

当采集到的应用开关状态u(t₀^-)为[111]^T时，有

当采集到的应用开关状态u(t₀^-)为[-1-1-1]^T时，将上式定义所有元素符号取反则是对应的开关序列定义结果。

3.根据权利要求1所述的一种固定开关频率的直接模型预测控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，电流梯度值的获取方法为：采集当前时刻的三相电流i_abc，经过坐标变换获得静止坐标系下的定子电流值i_s(t₀)，s＝α,β；通过式(2)获得一个周期内四个开关切换时刻对应的电流梯度值m(t₀)～m(t₃)；

其中

式中，L_s为电机定子电感，V_dc为直流母线电压值。

4.根据权利要求1所述的一种固定开关频率的直接模型预测控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，开关切换时间与开关序列的求取方法为：将最终定义的开关序列U₁-U₆依次代入式(5)，从而获得六个开关序列对应的开关切换时间，再将时间代入式(6)，选出其值最小时对应的开关切换时间t^*＝[t₁^*t₂^*t₃^*]^T与开关序列U^*＝[u^*T(t₀)u^*T(t₁)u^*T(t₂)u^*T(t₃)]^T，从而实现开关管的控制；

其中M、r对应矩阵如式(6)所示；