[发明专利]计及最优占空比调制的永磁同步电机预测磁链控制方法

摘要

本发明公开了一种计及最优占空比调制的永磁同步电机预测磁链控制方法，通过将磁链矢量的有效值最小化原理引入到基本电压矢量的占空比计算中，并结合电压矢量筛选方法，可在降低处理器计算时间的同时有效抑制转矩和磁链脉动，提高系统的可靠性和稳态性能。首先将转矩增量转化为负载角增量，将控制目标统一为定子磁链矢量；然后根据无差拍思想进行基本电压矢量筛选，在减小备选矢量的前提下可以快速计算出有效电压矢量的作用时间；进而通过磁链矢量的有效值最小化原理计算出电压矢量的占空比，并根据磁链矢量的综合误差确定所选电压矢量和矢量占空比，有效抑制转矩和磁链脉动。

主权项

1.一种计及最优占空比调制的永磁同步电机预测磁链控制方法，其特征在于包含以下步骤：步骤一：在每一个控制周期中，利用转速PI控制器实时计算转矩参考值Te*；步骤二：通过PARK坐标变换器实时计算逆变器输出d/q轴电流id/iq，进而将获得的d/q轴电流输入转矩估计模块实时计算转矩Te，然后利用转矩PI控制器实时计算负载角增量Δδsf；步骤三：基于最大转矩电流比原理，通过磁链幅值参考值估计模块计算(k+1)时刻的定子磁链矢量参考幅值ψs*(k+1)；步骤四：将获得的d/q轴电流输入磁链估计模块实时获得磁链矢量ψsd/ψsq，进而将获得的磁链矢量输入负载角估计模块实时计算负载角δsf，然后结合负载角增量Δδsf获得(k+1)时刻的负载角参考值δsf*(k+1)；步骤五：将获得的(k+1)时刻磁链矢量参考幅值ψs*(k+1)和负载角参考值δsf(k+1)输入定子磁链矢量参考值计算模块得到(k+1)时刻的参考磁链矢量ψsd*(k+1)/ψsq*(k+1)；步骤六：将获得的(k+1)时刻的参考磁链矢量ψsd*(k+1)/ψsq*(k+1)、磁链矢量ψsd/ψsq和d/q轴电流id/iq输入无差拍计算模块得到(k+1)时刻的参考电压矢量ud*(k+1)/uq*(k+1)；步骤七：将获得的参考电压矢量输入电压矢量筛选模块，进而根据扇区选取两个基本非零矢量ui(i＝1,2)；步骤八：将两个基本非零矢量ui(i＝1,2)、磁链矢量ψs和零矢量u0输入占空比计算模块得到非零矢量对应的占空比di(i＝1,2)；步骤九：将(k+1)时刻的参考磁链矢量ψsd*(k+1)/ψsq*(k+1)、基本电压矢量ui(i＝1,2)、占空比di(i＝1,2)和磁链矢量ψs输入最小化目标函数模块得到所选电压矢量uopt和占空比dopt，进而将开关状态送给逆变器得到三相电驱动永磁同步电机。