[发明专利]离散域复矢量建模的永磁同步电机无差拍控制系统及方法

权利要求书

1.一种离散域复矢量建模的永磁同步电机无差拍控制系统，其特征是，包括永磁同步电机、编码器、abc-dq坐标转换单元、转速外环PI控制器、电流无差拍控制器、dq-αβ坐标转换单元、SVPWM调制模块、逆变器；

所述编码器用于获取永磁同步电机的转子位置角θ以及永磁同步电机的实时转速n；

所述abc-dq坐标转换单元将输入的k时刻采集永磁同步电机的定子的AB相实时电流i_a(k)、i_b(k)以及所述转子位置角θ，通过计算得到定子电流在d-q轴的分量i_d(k)、i_q(k)；

所述转速外环PI控制器通过在k时刻输入永磁同步电机给定转速n^*和实时转速n计算下一时刻的q轴给定电流

所述电流无差拍控制器通过在k时刻输入下一时刻定子电流给定以及k时刻采集的实时定子电流d-q轴分量i_d(k)、i_q(k)，计算出d-q轴电压命令

所述dq-αβ坐标转换单元通过输入所述d-q轴电压命令以及电机转子位置角θ计算得到α-β轴电压命令

所述SVPWM调制模块根据输入的所述α-β轴电压命令计算出此时逆变器开关控制信号；

所述逆变器用于根据所述开关控制信号生成控制永磁同步电机的定子电压；

所述电流无差拍控制器包括电流预测模型模块和电流误差积分模块；

所述电流预测模型模块通过永磁同步电机离散模型建立一个电流预测模型，令下一时刻参考定子电流等于电流预测模型中的预测电流，推导出一个命令电压方程，通过将下一时刻参考定子电流以及本时刻采集的实时定子电流i_d(k)、i_q(k)代入到命令电压方程中求出d-q轴预测模型命令电压u_dpre(k)、u_qpre(k)；

所述电流误差积分模块是通过在k时刻，将下一时刻给定定子电流d-q轴分量分别减去该时刻采集的实时定子电流i_d(k)、i_q(k)，再经过积分调节器，输出d-q轴补偿电压u_dcom(k)、u_qcom(k)。

2.根据权利要求1所述的一种离散域复矢量建模的永磁同步电机无差拍控制系统，其特征是，所述abc-dq坐标转换单元的转换方程为：式中，θ_e为定子电流矢量到α轴角度，θ为转子位置角，n_p为永磁同步电机极对数。

3.根据权利要求1所述的一种离散域复矢量建模的永磁同步电机无差拍控制系统，其特征是，所述dq-αβ坐标转换单元的转换方程如下：式中，θ_e为定子电流矢量到α轴角度，θ为转子位置角，n_p为永磁同步电机极对数。