[发明专利]两矢量调制永磁同步电动机预测控制优化方法

摘要

本发明公开了一种两矢量调制永磁同步电动机预测控制优化方法，通过检测电机端的三相定子电流和转子位置角度，获得当前时刻电机的运行状态，将这些状态输入到控制器内部模型中，将合适开关状态对应的电压矢量结合电流的预测值进行以投影距离为误差的目标函数计算，求得当前最优的有效电压矢量，然后计算出有效电压矢量的作用时间。首先利用最优电压矢量对应的逆变器开关状态控制电机运行，当到达有效电压矢量作用时间后，进行开关切换，转换为与当前有效电压矢量开关次数最少的零电压矢量对应开关状态。然后检测下一时刻状态，进行下一次的实时运算。本发明能够在保证一定的计算精度的同时提高算法的计算效率。

主权项

1.一种两矢量调制永磁同步电动机预测控制优化方法，所述的电动机采用三相全桥逆变电路作为驱动电路，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：步骤1，设定速度参考值，根据给定的速度参考值与电动机的速度反馈值的差值进行PI调节，得到参考电流；步骤2，采样得到电动机定子三相绕组的电流数据，将该采样数据变换到dq坐标系下的坐标；步骤3，根据电动机转子位置角度，将三相全桥逆变电路在不同开关状态下对应的电压矢量转换到dq坐标系下；步骤4，以步骤2得到的转换后的坐标为终点，dq坐标轴原点为起点，可得当前采样电流向量；同样以坐标轴原点为起点，以PI调节计算得到的参考电流为终点，可得参考电流向量；根据采样电流向量、参考电流向量的位置关系，以及电压矢量在dq坐标系下的数值，筛选在当前采样电流向量、参考电流向量之间的电压矢量；步骤5，根据当前采样电流向量及步骤4中筛选出的电压矢量，采用离散化的永磁同步电动机通用数学模型，预测下一个时刻的定子电流预测向量，建立参考电流向量和电流预测向量的差向量在参考电流向量方向上的投影距离为目标函数，计算不同电压矢量对应的数值，选取令该数值最小的有效电压矢量；步骤6，利用零电压矢量作用时的采样电流向量与参考电流向量的差向量在有效电压矢量作用时电流预测值向量方向上的投影，计算有效电压矢量作用时间；将作用时间与采样时间进行比较，得到最终的有效电压矢量作用时间；步骤7，通过所述的有效电压矢量对应的开关状态及其作用时间，控制三相全桥逆变电路各对应开关器件的开通和关断，根据当前作用时间与计算出的有效电压矢量作用时间对比，到达作用时间后切换至零电压矢量。