[发明专利]基于模型预测磁链控制的矢量双选取转矩脉动抑制方法

说明书

本发明提供一种基于模型预测磁链控制的矢量双选取转矩脉动抑制方法，包括步骤：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等信息，计算当前时刻的定子的磁链和电机的转矩，通过转矩滞环选出待选的三个电压矢量，在K+1时刻补偿系统一阶延迟所带来的影响；在K+2时刻，利用评价函数选择第一个最优电压向量；将所述第一个最优电压向量依据开关状态切换的限制选择第二个电压矢量；通过求导获得相应电压矢量所施加的时间；将所述电压矢量经过占空比调制后，发送到三相不对称桥式变换器中；对开关磁阻电机进行控制。本专利所提方法与传统方式比较后，结果表明该方法对转矩脉动有更好的控制效果。

技术领域

本发明涉及电机及其控制技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于模型预测磁链控制的矢量双选取转矩脉动抑制方法。

背景技术

自20世纪80年代开关磁阻电机成为研究热点以来，无论是理论研究还是在现实生活中实际引用均呈现出其广阔的发展前景。经过几十多年的努力，其的应用领域已不仅仅局限于牵引运输等对转矩脉动要求不高的场合。如今，在通用工业、家用电器和航空工业等各个领域中，它的应用也变得越来越广泛。

开关磁阻电机的迅速发展正是因为其下显著特性：

(1)结构坚固简单，工作可靠性高，对各种高温强震等恶劣环境具有很强的适应性。

(2)启动转矩大，且不会出现异步电动机在启动时所出现的冲击电流现象。

(3)在功率变换电路中无桥臂直通的现象。

(4)调速范围很宽，控制简单、直接，且具有良好的运行特性；在宽广的功率和转速范围内表现出良好的稳定性。

(5)可以工作在四象限，再生制动能力相对较强。

(5)效率高，能耗较小且在启动比较频繁的领域中的应用更加广泛。

虽然开关磁阻电机具有上述显著优点，但其双凸极结构带来的非线性、磁路的高饱和、绕组主回路采用开关式的通电方式以及低速时反电动势比较小等弊端，将引起电机的转矩脉动大、噪音大等问题，这就在一定程度上限制了SRM在低转矩脉动场合中的应用。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供基于模型预测磁链控制的矢量双选取转矩脉动抑制方法。本发明提出基于模型预测磁链控制的矢量双选取转矩脉动抑制方法，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：考虑系统一阶延迟的影响计算K+1时刻的定子电流；

S5：将待选的电压矢量带入二阶龙格-库塔法公式来预测K+2时刻的定子电流；

S6：利用评价函数选择第一个最优电压向量U_a；

S7：将所述第一个最优电压向量依据开关状态切换的限制选择第二个电压矢量U_b；

S8：通过求导获得相应电压矢量所施加的时间；

S9：将所述电压矢量经过占空比调制后，发送到三相不对称桥式变换器中；

S10：对开关磁阻电机进行控制。

进一步的，所述计算K时刻的定子的磁链和电机的转矩，对齐位置d轴和未对齐位置q轴处的磁链曲线为：

ψ_q＝L_qi (1)；