[发明专利]一种基于模型预测磁链控制的开关磁阻电机直接转矩控制方法

权利要求书

1.基于模型预测磁链控制的开关磁阻电机直接转矩控制方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

S1：通过传感器测量定子的电流、转子的转速、转子的位置以及直流链路的电压；

S2：计算K时刻的定子的磁链和电机的转矩；

S3：通过转矩控制的滞环，比较当前时刻K的转矩值与PI环设定的转矩值，选出待选的三个电压矢量；

S4：将待选的电压矢量带入二阶龙格-库塔法公式来预测K+1时刻的定子电流；

二阶龙格-库塔法的离散方法，表达为：

其中，T_s表示控制周期，I'_k+1表示电流的预测校正值，I_k+1表示K+1时刻的电流值，I_k表示K时刻的电流，ψ_k表示K时刻的磁链，θ_k表示K时刻的转子位置角，U_k+1表示K+1时刻候选的电压矢量，则K+1时刻的磁链值为：

其中，I_k+1表示待选的电压矢量经过二阶龙格库塔法预测出来的相应的电流值；L_dsat表示d轴上的饱和电感，A和B分别表示当I＝0与I＝I_m时的常数，I_m表示定子绕组的最大电流，L_q表示未对齐电感，θ_k+1＝θ_k+T_sω_k，ω_k表示当前时刻的角速度；

则评价函数为：

g＝||ψ_ref|-|ψ_k+1||；

其中，ψ_ref表示给定磁链值；ψ_k+1表示K+1时刻的磁链值；

S5：通过K+1时刻的定子电流预测K+1时刻的磁链值；

S6：将预测K+1时刻的磁链值ψ_k+1与给定磁链值ψ_ref进行比较；通过评价函数选择使评价函数最小的U_k+1电压向量；

S7：将选定的最优电压的矢量对应的开关信号发送到三相不对称桥式变换器中；

S8：对开关磁阻电机进行控制。

2.根据权利要求1的基于模型预测磁链控制的开关磁阻电机直接转矩控制方法，其特征还在于：

在第K相上的电压方程为：

引入磁共能的概念：

开关磁阻电机的电磁转矩特性可以表示为：

则开关磁阻电机转矩与磁链的关系为：

3.根据权利要求1的基于模型预测磁链控制的开关磁阻电机直接转矩控制方法，其特征还在于：

对齐位置d轴和未对齐位置q轴处的磁链曲线表示为：

ψ_q＝L_qI；

ψ_d＝L_dsatI+A(1-e^-BI)；

其中，L_dsat表示d轴上的饱和电感，系数A和B分别表示I＝0与I＝I_m时的常数，I_m表示定子绕组的最大电流，则A、B分别表示为：

A＝ψ_m-L_dsatI_m；

B＝(L_d-L_dsat)/(ψ_m-L_dsatI_m)；

其中，L_d表示d轴上的不饱和电感，ψ_m表示在I＝I_m时的磁链值，则开关磁阻电机的磁链为：

ψ(I,θ)＝L_qI+[L_dsatI+A(1-e^-BI)-L_qI]f(θ)；

其中，L_q表示未对齐电感，θ表示定子与转子的相对位置角。