[发明专利]一种永磁同步电机无权重系数预测转矩控制方法

摘要

本发明提出一种永磁同步电机无权重系数预测转矩控制方法，其步骤为：采样k时刻的永磁同步电机的三相电流、角速度和转子位置角，并通过坐标变换得到输出电流和等效反电动势；根据电压源逆变器的开关状态计算其输出的电压矢量和定子电压，并根据定子电压预测k+1时刻的输出电流、定子磁链以及定子磁链幅值和转矩；再利用定子磁链幅值和转矩计算转矩目标函数和定子磁链目标函数，进而得到新的目标函数；最后，对目标函数的值进行比较，将最小的目标函数对应的电压矢量用于控制永磁同步电机。本发明通过对转矩和磁链目标函数进行二范数标准化，实现了永磁同步电机的无权重系数预测转矩控制，能够简化系统复杂度，降低转矩纹波，提高转矩控制精度。

主权项

1.一种永磁同步电机无权重系数预测转矩控制方法，其特征在于，其步骤如下：步骤一、采样k时刻的永磁同步电机的三相电流i_a、i_b、i_c和永磁同步电机的角速度ω_r、转子位置角θ_r，并将三相电流i_a、i_b、i_c通过坐标变换得到静止αβ坐标系下的输出电流i_α和i_β；步骤二、利用步骤一中的转子位置角θ_r对输出电流i_α、i_β进行坐标变换分别求得d轴电流i_d和q轴电流i_q，再将步骤一中的角速度ω_r、转子位置角θ_r和d轴电流i_d代入永磁同步电机的等效反电动势数学模型中，计算得到永磁同步电机的等效反电动势e_α和e_β；步骤三、根据电压源逆变器的开关状态S_a、S_b、S_c，得到电压源逆变器输出的电压矢量V_i(S_aS_bS_c)，其中，i＝0,1,2,3,4,5,6,7，开关状态S_a、S_b、S_c的值等于0或1；步骤四、根据电压源逆变器的直流电压U_dc，对步骤三中的电压矢量V_i(S_aS_bS_c)对应的开关状态S_a、S_b、S_c进行坐标变换得到逆变器的输出电压，也即永磁同步电机的定子电压u_αi和u_βi；步骤五、将步骤一得到的输出电流i_α、i_β，步骤二得到的等效反电动势e_α、e_β和步骤四得到的定子电压u_αi、u_βi代入永磁同步电机的离散电流预测模型预测k+1时刻的输出电流i_αi(k+1)和i_βi(k+1)；步骤六、将步骤五得到的输出电流i_αi(k+1)、i_βi(k+1)i_β和步骤二得到的等效反电动势e_α、e_β代入永磁同步电机的定子磁链预测模型预测k+1时刻的定子磁链ψ_αi(k+1)、ψ_βi(k+1)并计算定子磁链幅值ψ_si(k+1)；步骤七、将步骤五得到的输出电流i_αi(k+1)、i_βi(k+1)和步骤六得到的定子磁链ψ_αi(k+1)、ψ_βi(k+1)代入永磁同步电机的转矩预测模型，计算得到永磁同步电机的转矩T_ei(k+1)；步骤八、根据负载要求设定参考电机转矩并根据参考电机转矩计算参考定子磁链步骤九、计算参考电机转矩减去步骤七得到的转矩T_ei(k+1)的绝对值得到转矩目标函数g_Ti，计算参考定子磁链减去步骤六得到的定子磁链幅值ψ_si(k+1)的绝对值得到定子磁链目标函数g_ψi；步骤十、分别对步骤九得到的转矩目标函数g_Ti和定子磁链目标函数g_ψi进行二范数标准化，并通过融合的方式计算得到新的目标函数G_i；步骤十一、比较目标函数G_i的值，将最小的目标函数G_i对应的电压矢量V_i(S_aS_bS_c)作为最优矢量，并将最优矢量用于控制永磁同步电机。