[发明专利]一种永磁同步电机模型预测PI动态权重并行控制方法

摘要

本发明公开了一种永磁同步电机模型预测PI动态权重并行控制方法，包括以下步骤：由控制系统进行取样；计算电机参考电流q轴分量；求解电机实际电流d、q轴分量；利用电机离散预测模型，得到预测电压d、q轴分量；计算PI电压d、q轴分量；设计动态权重系数，计算参考电压d、q轴分量；采用传统七段式两电平SVPWM调制策略，在k时刻计算六路PWM脉冲的占空比，在k+1时刻输出六路PWM脉冲作用于六桥臂逆变器，进而实际输出对应参考电压作用于电机。本发明将电机电流控制过程划分为动态和稳态，分别在动态和稳态过程中依据动态权重系数平滑切换PI调节器和模型预测控制器的主导作用。

主权项

1.一种永磁同步电机模型预测PI动态权重并行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，在k时刻，由控制系统进行取样，包括：电机转子电角速度、转子位置角、电机ABC三相电流、直流母线电压；步骤二，在电机参考电流d轴分量为零控制下，通过转速环PI调节器计算电机参考电流q轴分量；步骤三，根据电机ABC三相电流，求解电机实际电流d、q轴分量；步骤四，利用电机离散预测模型，根据k时刻上述电机转子电角速度、电机参考电流d轴和q轴分量、电机实际电流的d轴和q轴分量，得到使得预测电流在k+1时刻跟踪参考电流的预测电压d、q轴分量；预测电压d、q轴分量的按以下公式计算：其中，分别为预测电压d、q轴分量，上标PR表示预测值，R_s为定子电阻，T_s为IGBT开关周期，同时也为系统控制周期，L_s为定子电感，L_d、L_d分别为定子电感的d、q轴分量，且在表贴式永磁同步电机中L_d＝L_q＝L_s，ω_e为电机转子电角速度，ψ_f为转子磁链，i_d(k)、i_q(k)分别为电机实际电流的d、q轴分量，分别为电机参考电流d、q轴分量；步骤五，根据k时刻电机参考电流d、q轴分量和电机实际电流的d、q轴分量，以及电流环PI控制器，计算PI电压d、q轴分量；PI电压d、q轴分量按以下公式计算：其中，分别为PI电压d、q轴分量，上标PI表示为PI控制器输出值，为电流环PI调节器比例系数，为电流环PI调节器积分系数；步骤六，以电流误差作为动态和稳态判断条件，设计动态权重系数，并根据预测电压、PI电压和动态权重系数，计算参考电压d、q轴分量；动态权重系数为：且对动态权重系数K进行限幅，使得K≤1；所述参考电压d、q轴分量按以下公式计算：其中，分别为参考电压d、q轴分量；步骤七，采用传统七段式两电平SVPWM调制策略，在k时刻根据计算出的参考电压d、q轴分量和转子位置角，计算驱动六桥臂逆变器的六路PWM脉冲的占空比，在k+1时刻输出六路PWM脉冲作用于六桥臂逆变器，进而实际输出对应参考电压作用于电机；同时在k+1时刻重复以上步骤一至步骤六，以此循环。