[发明专利]一种异步电机广义级联模型预测磁链控制方法及装置

权利要求书

1.一种异步电机广义级联模型预测磁链控制方法，其特征在于包括：

根据外环转速PI调节器，得到转矩指令，设定磁链幅值指令；

根据计算得到的定子磁链和定子电流，预测k+1时刻的定子磁链和转矩；

根据得到的所述转矩指令和磁链幅值指令，得到的所述预测k+1时刻的定子磁链和转矩，构造磁链目标函数和转矩目标函数；

根据得到的所述磁链目标函数和转矩目标函数，计算第一个目标函数：磁链目标函数或者转矩目标函数，根据计算目标函数得到三个最小的解所对应的逆变器产生的三个候选电压矢量；

根据得到的三个候选电压矢量，代入并计算第二个目标函数；若第一个目标函数计算的是磁链目标函数，则第二个目标函数计算转矩目标函数；若第一个目标函数计算的是转矩目标函数，则第二个目标函数计算磁链目标函数；

根据计算第二个目标函数得到最优解对应的最优候选电压矢量，构建逆变器每个开关管的驱动信号；

其中，所述根据计算得到的定子磁链和定子电流，预测k+1时刻的定子磁链和转矩的步骤包括：

(1)通过电流采样得到当前k时刻的定子电流以及重构电压由全阶观测器计算得到定子磁链

(2)根据得到的定子磁链和定子电流预测k+1时刻的定子磁链和转矩预测表达式为：

其中p为异步电机极对数，j为虚数单位，R_s为异步电机定子电阻，R_r为异步电机转子电阻，L_s为异步电机定子电感，L_r为异步电机转子电感，L_m为异步电机互感，T_sc为采样周期，Im为取复数虚部，为电机转速，为候选电压矢量，U_dc为直流母线电压，k＝1...7，当k＝7时，U_dc＝0。

2.根据权利要求1所述的一种异步电机广义级联模型预测磁链控制方法，其特征在于，所述根据外环转速PI调节器，得到转矩指令的步骤包括：

设转矩指令表示为

通过公式计算得出所述转矩指令，其中k_p和k_i分别为PI调节器中的比例增益和积分增益，s表示微分，表示速度指令，ω_r表示电机实际转速；

直接设定磁链幅值指令

3.根据权利要求2所述的一种异步电机广义级联模型预测磁链控制方法，其特征在于，所述根据得到的所述转矩指令和磁链幅值指令，得到的所述预测k+1时刻的定子磁链和转矩，构造磁链目标函数和转矩目标函数步骤包括：

设磁链目标函数表示为J₁，转矩目标函数表示为J₂；

构造函数表示为

4.一种异步电机广义级联模型预测磁链控制装置，其特征在于，包括：

三相电压源、异步电机、三相二极管整流桥、直流侧电容、异步电机、电压电流采样电路、DSP控制器和驱动电路；

其中，电压电流采样电路利用电压霍尔传感器和电流霍尔传感器分别采集直流侧电压以及异步电机两相电流，采样信号经过信号调理电路后进入DSP控制器转换为数字信号；

DSP控制器完成如权利要求1～3任意一项所述的异步电机广义级联模型预测磁链控制方法的运算，输出六路开关脉冲，然后经过驱动电路后得到逆变器的六个开关管的最终驱动信号。