一种提升永磁电机预测控制鲁棒性能的方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种提升永磁电机预测控制鲁棒性能的方法、系统及介质，本发明专利技术方法包括计算k+1时刻的转矩累计误差S

【技术实现步骤摘要】
一种提升永磁电机预测控制鲁棒性能的方法、系统及介质


[0001]本专利技术涉及永磁同步电机的控制
，具体涉及一种提升永磁电机预测控制鲁棒性能的方法、系统及介质。

技术介绍

[0002]近年来，模型预测控制以其灵活性和简单性以及在离散时间域处理非线性多变量系统的能力，在电力变换器和电机系统领域得到了越来越广泛的应用。模型预测控制可分为两类：(1)连续控制集模型预测控制；(2)有限控制集模型预测控制。永磁同步电机有限集模型预测控制的基本原理是：基于包含了逆变器数学模型的预测模型，递推出有限个开关状态作用下电机的未来的转矩或电流响应，通过价值函数对每种开关状态对应的未来响应进行评估，进而选出最优的开关状态来控制电机。模型是有限控制集模型预测控制中最重要的成员之一。预测转矩控制价值函数中的参考变量为电磁转矩和定子磁链幅值。预测转矩控制主要受参数失配的影响。然而，参数失配和模型不确定性在实际中普遍存在。在这种不理想的情况下，控制性能会恶化。预测转矩控制中参数失配和模型不确定性的挑战越来越引起人们的关注。同时，权重因子也是预测转矩控制所面临的一个重大问题。目前，解决权重因子问题主要有以下几种方法。第一，通过一些复杂的算法计算权重因子。第二，通过对成本函数的相应处理，去除权重因子。目前常用的提高预测转矩控制鲁棒性的方法主要分为观测器、无模型、参数辨识。观测器的实现带来了更高的计算负担和更复杂的控制策略。无模型方法的计算量较大。参数辨识的方法同样存在计算量大的问题，并且其控制策略较为复杂。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种提升永磁电机预测控制鲁棒性能的方法、系统及介质，本专利技术能够在永磁同步电机的电阻、电感、磁链参数失配的情况下提高系统的鲁棒性。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0005]一种提升永磁电机预测控制鲁棒性能的方法，包括：
[0006]S101，计算k+1时刻的转矩累计误差S
t
(k+1)和磁链累计误差S
f
(k+1)；
[0007]S102，基于k+1时刻的转矩累计误差S
t
(k+1)和磁链累计误差S
f
(k+1)，预测k+2时刻的转矩累计误差S
t
(k+2)和磁链累计误差S
f
(k+2)；
[0008]S103，分别基于k+2时刻的转矩累计误差S
t
(k+2)和磁链累计误差S
f
(k+2)生成转矩价值函数J1和磁链价值函数J2；
[0009]S104，在电压矢量空间中分别选择使得转矩价值函数J1值最小的前四个电压矢量，以及磁链价值函数J2值最小的前四个电压矢量；
[0010]S105，在使得转矩价值函数J1值最小的前四个电压矢量、磁链价值函数J2值最小的前四个电压矢量选择共同的电压矢量作为最终输出用于控制永磁同步电机的电压矢量。
[0011]可选地，步骤S101中k+1时刻的转矩累计误差S
t
(k+1)和磁链累计误差S
f
(k+1)的计算函数表达式为：
[0012]S
t
(k+1)＝S
t
(k)+(e
t
(k+1)
‑
e
t
(k))+K
t
e
t
(k+1)T
s
，
[0013]S
f
(k+1)＝S
f
(k)+(e
f
(k+1)
‑
e
f
(k))+K
f
e
f
(k+1)T
s
，
[0014]上式中，S
t
(k)和S
f
(k)分别为当前k时刻的转矩累计误差和磁链累计误差，e
t
(k+1)和e
f
(k+1)分别为k+1时刻的转矩和磁链误差，e
t
(k)和e
f
(k)分别为当前k时刻的转矩和磁链误差，K
t
和K
f
为积分项系数，T
s
为采样周期。
[0015]可选地，步骤S102中预测k+2时刻的转矩累计误差S
t
(k+2)和磁链累计误差S
f
(k+2)的函数表达式为：
[0016]S
t
(k+2)＝S
t
(k+1)+(e
t
(k+2)
‑
e
t
(k+1))+K
t
e
t
(k+2)T
s
，
[0017]S
f
(k+2)＝S
f
(k+1)+(e
f
(k+2)
‑
e
f
(k+1))+K
f
e
f
(k+2)T
s
，
[0018]上式中，e
t
(k+2)和e
f
(k+2)分别为k+2时刻的转矩和磁链误差。
[0019]可选地，所述转矩和磁链误差的计算函数表达式为：
[0020][0021][0022]上式中，e
t
(k)和e
f
(k)分别为当前k时刻的转矩和磁链误差，和分别为转矩和磁链的参考值，T
e
(k)和ψ
s
(k)分别为当前k时刻的转矩和磁链。
[0023]可选地，所述当前k时刻的转矩和磁链的计算函数表达式为：
[0024]T
e
(k)＝1.5n
p
[ψ
f
i
q
(k)+(L
d
‑
L
q
)i
q
(k)i
d
(k)]，
[0025][0026]上式中，n
p
为永磁同步电机的极对数，ψ
f
为永磁体磁链，i
q
(k)和i
q
(k)分别为当前k时刻的dq轴电流预测值，L
d
和L
q
分别为dq轴电感。
[0027]可选地，所述dq轴电流预测值的计算函数表达式为：
[0028][0029][0030]上式中，i
q
(k+1)和i
q
(k+1)分别为k+1时刻的dq轴电流预测值，i
q
(k)和i
q
(k)分别为当前k时刻的dq轴电流预测值，T
s
为采样周期，L
d
和L
q
分别为dq轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升永磁电机预测控制鲁棒性能的方法，其特征在于，包括：S101，计算k+1时刻的转矩累计误差S
t
(k+1)和磁链累计误差S
f
(k+1)；S102，基于k+1时刻的转矩累计误差S
t
(k+1)和磁链累计误差S
f
(k+1)，预测k+2时刻的转矩累计误差S
t
(k+2)和磁链累计误差S
f
(k+2)；S103，分别基于k+2时刻的转矩累计误差S
t
(k+2)和磁链累计误差S
f
(k+2)生成转矩价值函数J1和磁链价值函数J2；S104，在电压矢量空间中分别选择使得转矩价值函数J1值最小的前四个电压矢量，以及磁链价值函数J2值最小的前四个电压矢量；S105，在使得转矩价值函数J1值最小的前四个电压矢量、磁链价值函数J2值最小的前四个电压矢量选择共同的电压矢量作为最终输出用于控制永磁同步电机的电压矢量。2.根据权利要求1所述的提升永磁电机预测控制鲁棒性能的方法，其特征在于，步骤S101中k+1时刻的转矩累计误差S
t
(k+1)和磁链累计误差S
f
(k+1)的计算函数表达式为：S
t
(k+1)＝S
t
(k)+(e
t
(k+1)
‑
e
t
(k))+K
t
e
t
(k+1)T
s
，S
f
(k+1)＝S
f
(k)+(e
f
(k+1)
‑
e
f
(k))+K
f
e
f
(k+1)T
s
，上式中，S
t
(k)和S
f
(k)分别为当前k时刻的转矩累计误差和磁链累计误差，e
t
(k+1)和e
f
(k+1)分别为k+1时刻的转矩和磁链误差，e
t
(k)和e
f
(k)分别为当前k时刻的转矩和磁链误差，K
t
和K
f
为积分项系数，T
s
为采样周期。3.根据权利要求2所述的提升永磁电机预测控制鲁棒性能的方法，其特征在于，步骤S102中预测k+2时刻的转矩累计误差S
t
(k+2)和磁链累计误差S
f
(k+2)的函数表达式为：S
t
(k+2)＝S
t
(k+1)+(e
t
(k+2)
‑
e
t
(k+1))+K
t
e
t
(k+2)T
s
，S
f
(k+2)＝S
f
(k+1)+(e
f
(k+2)
‑
e
f
(k+1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴轩，李海涛，黄守道，吴婷，杨美周，黄晟，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：