[发明专利]电机控制方法、控制器、存储介质及电机驱动系统

说明书

本发明适用电力电子领域，提供了一种电机控制方法、控制器、存储介质及电机驱动系统，可基于预先构建的关系模型，得到不同备选电压矢量组作用时，所预测的被控量的值，再由上述模型及备选电压矢量组，反推出当一个预测控制周期后，若所预测的被控量的值与控制命令值相同时，各备选电压矢量组所对应的作用时间组，然后筛选出最优的备选电压矢量组及对应的作用时间组，再基于等效矢量合成原理，由最优备选电压矢量组及作用时间组合成电压矢量命令，并将其分解到相应坐标系，得到电压命令，进而可将上述电压命令作用于电机或逆变器，驱动电机运转，从而无需PI控制器进行电机的控制，有效提高电机及其驱动系统性能。

技术领域

本发明属于电力电子领域，尤其涉及一种电机控制方法、控制器、存储介质及电机驱动系统。

背景技术

电机被广泛应用于航空航天、工业自动化以及电动汽车等领域而电机驱动技术的优劣直接决定了电机驱动系统整体的可靠性、稳定性、效率等诸多方面。

目前被广泛采用的电机驱动技术主要是基于比例积分(Proportional Integral，PI)控制器的空间矢量控制(Filed Oriented Control，FOC)，其基本控制原理如图1所示，现有的FOC技术主要通过两个PI电流控制器分别调节电机的d-轴和q-轴电流，并产生相应的电压命令作用于空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)模块生成调制波来驱动逆变器，从而实现对电机的控制。为了避免d-轴和q-轴电流耦合，现有FOC控制技术还需要通过电流解耦模块实现对d-轴和q-轴电流的解耦。

但是，由于上述FOC技术的电流控制一般基于PI控制器，因此存在积分饱和、d-q轴电流耦合、不易处理系统约束、动态响应速度慢、PI参数整定困难以及超调和过冲等问题，严重影响电机及其驱动系统性能的进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机控制方法、控制器、存储介质及电机驱动系统，旨在解决现有技术所存在的、因采用PI控制器而存在的电机及其驱动系统性能无法有效提高的问题。

一方面，本发明提供了一种电机控制方法，包括：

获得当前时刻电机定子侧的若干当前被控量的观测值、所述电机的当前转子电角速度，以及预测控制周期内所述电机运行工况下的电机参数；

将预测控制周期、所述当前被控量的观测值、所述电机参数、所述当前转子电角速度，以及若干备选电压矢量组输入至一关系模型，得到各所述备选电压矢量组对应的各当前预测被控量值组，所述备选电压矢量组包括逆变器所输出的基本电压矢量及零电压矢量，所述当前预测被控量值组包括若干当前被控量预测值，并令所述当前被控量预测值等于当前控制命令值，得到与各所述备选电压矢量组对应的各作用时间组，所述作用时间组包括所述基本电压矢量及所述零电压矢量的作用时间；

利用预先建立的、以所述作用时间组为条件的损失函数，选择造成损失函数值最小的所述作用时间组及对应的所述备选电压矢量组；

由所选择的所述作用时间组及所述备选电压矢量组，得到所述逆变器当前输出的下一电压矢量，并将其分解为下一d轴电压值及下一q轴电压值。

进一步的，所述当前被控量观测值为：由所述电机定子侧的当前各相电流测量值变换得来的当前d轴电流值与当前q轴电流值，所述当前被控量预测值为：当前d轴预测电流值和当前q轴预测电流值，

或者，所述当前被控量观测值为：基于磁链观测器观测得到的当前定子磁链幅值与当前定子磁链角度值，所述当前被控量预测值为：当前定子磁链幅度预测值和当前定子磁链角度预测值。

进一步的，所述方法还包括：

对所述预测控制周期进行调节。

进一步的，一所述备选电压矢量组对应一静止坐标系扇区，所述扇区对应两个所述基本电压矢量，