[发明专利]一种表贴式永磁同步电机连续集模型预测转矩控制方法

权利要求书

1.一种表贴式永磁同步电机连续集模型预测转矩控制方法，其特征在于包括：

在每个采样周期测量电流信号和转子位置信号；

基于永磁同步电机数学模型进行延时补偿、在当前电压矢量作用下预测永磁同步电机输出转矩和磁链；

根据给定参考转矩和参考磁链以及获取的转矩和磁链信息从而得到误差值，根据误差值确定起始迭代电压矢量；

将永磁同步电机模型预测问题转换为优化问题，采用梯度法求解获取最优电压矢量；

采用SVPWM方法将最优电压矢量作用于电机控制系统进行转矩控制。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征还在于：所述预测永磁同步电机输出转矩和磁链时首先建立永磁同步电机在当前电压矢量作用下的数学模型：

f(x[k],u[k])＝x[k+1]＝Ax[k]+Bu[k]+C (1)

其中

磁转矩和磁链y＝[T_e ψ_s]^T满足：

式中：f:R²×R²→R²，g:R²→R²，x＝[ψ_d,ψ_q]^T；u＝[u_d,u_q]^T；u_d、u_q，i_d、i_q，分别是d-q坐标系下电压、电流，L_s为定子电感；R_s是定子电阻；T_s是控制周期；ψ_f是转子永磁体磁链；ω_e是转子电角速度；p是电机极对数；

预测磁链和转矩是T_e[1]和ψ_s[1]。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征还在于：将永磁同步电机模型预测问题转换为优化问题具体采用如下方式：

式中，r＝[T_e^* ψ_s^*]^T是系统磁链和转矩参考值，j是预测时域步长，△y是转矩和磁链偏差，P、Q为权重矩阵，P∈diag(R^2×2)，Q∈diag(R^2×2)，其中公式(3a)为价值函数，其中公式(3b)为系统约束，求解出的控制序列为U^*＝[u₀^*,u₁^*,u₂^*…u_N-1^*]^T,系统输出取第一个电压矢量u₀^*，可行集U＝{u:||u||₂<V_r}是凸集；

当时，式(3a)(3b)是凸优化问题，即可用标准的数值优化方法求解，对于严格的凸函数而言，无约束局部极小点就是全局极小点，并由式(4)唯一确定；

采用梯度法迭代过程中，终止规则为ε是一个小正数；对于式(3)采用投影操作符[…]_U以式(5)的方法将计算结果限制在可行集U内；