[发明专利]基于模型预测的电机控制方法及控制装置

权利要求书

1.一种基于模型预测的电机控制方法，其特征在于，包括：

获取控制指令和电机参数，根据模型预测计算预测电压值；

对所述预测电压值进行坐标转换，得到α轴分量和β轴分量；

以所述α轴分量以及所述β轴分量，获得不同扇区的相邻矢量作用时间；

依据所述相邻矢量作用时间计算得出交轴电流误差对称的零矢量作用时间；所述零矢量作用时间，受电压影响的交轴电流误差最大值和受电压影响的交轴电流误差的最小值之和为零；其中包括：依据相邻矢量作用时间以模型预测方式，获得交轴电流误差对称的交轴电压参考矢量；依据交轴电压参考矢量通过预测模型反推计算零矢量作用时间；计算得出零矢量作用时间T₀₁的公式为：

式中R为定子电阻；L为定子电感，L_d＝L_q＝L；ω_e为转子电角速度；ψ_f为永磁体磁链；i_d、i_q为直轴、交轴电流；i_d^ref，i_q^ref为直轴、交轴电流给定值；K代表第K个控制周期；T_s为采样周期；T₁、T₂为相邻矢量作用时间；u^ref_q(k)为交轴电压参考矢量，由相邻有效矢量V₁、V₂按照占空比合成而来；

以所述零矢量作用时间计算开关导通时间点；

调制输出PWM脉冲信号，作用于控制电机。

2.如权利要求1所述的基于模型预测的电机控制方法，其特征在于，所述获取控制指令和本周期电机参数的步骤中，包括：

在一个载波周期内，分别在载波为零以及载波最大值时刻采样并且更新占空比。

3.如权利要求1所述的基于模型预测的电机控制方法，其特征在于，所述调制输出PWM脉冲步骤中，包括：

以三角形载波和三相调制波幅值调制输出PWM脉冲信号，作用于逆变器。

4.如权利要求1所述的基于模型预测的电机控制方法，其特征在于，依据控制方法输出的PWM脉冲信号，在一个载波周期内，前四段调制信号位于载波上升时的四段时间，后四段调制信号位于载波下降时的四段时间。

5.如权利要求1所述的基于模型预测的电机控制方法，其特征在于，依据控制方法输出的PWM脉冲信号，在一个载波周期内，相对载波最大值时刻为非对称。

6.如权利要求1所述的基于模型预测的电机控制方法，其特征在于，所述依据所述相邻矢量作用时间计算得出交轴电流误差对称的零矢量作用时间，其中：交轴电流误差相对交轴电流给定值对称。

7.如权利要求1至6任一项所述的基于模型预测的电机控制方法，其特征在于，所述以所述零矢量作用时间计算开关导通时间点,包括：

当载波处于前半周期的得出公式为：

当载波处于后半周期时的得出公式为：

同时对T₀₁进行限幅，使0≦T₀₁≦T_s-T₁-T₂；

其中，T_a、T_b、T_c开关导通时间点；T₁、T₂为相邻矢量作用时间；T₀₁为零矢量作用时间。