[发明专利]电动汽车用永磁同步电机无模型预测转速控制方法及系统

说明书

本公开提供了电动汽车用永磁同步电机无模型预测转速控制方法及系统。其中，该方法包括获取永磁同步电动机的定子电流i_a和i_b，分别通过坐标变换对应转化为转矩电流反馈量i_q和励磁电流反馈量i_d；将永磁同步电动机转子的实时转速ω和转速参考值ω_ref至无模型预测转速控制器中，得到控制输出无模型预测转速控制器为为权重值；将控制输出与转矩电流反馈量i_q作差，将差值输入交轴电流控制器并输出交轴电压u_q；将预设励磁电流与励磁电流反馈量i_d作差，将差值输入直轴电流控制器并输出直轴电压u_d；将交轴电压u_q和直轴电压u_d经过Park逆变换生成两相静止坐标系下的两相控制电压u_α和u_β，再经SVPWM调制输出三相电压u_a，u_b和u_c，进而控制永磁同步电机的运行。

技术领域

本公开属于同步电机转速控制领域，尤其涉及一种电动汽车用永磁同步电机无模型预测转速控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着环境污染和能源短缺问题的不断加剧，电动汽车因其污染小、能耗低等优点已成为未来汽车发展的主要趋势。电动汽车系统复杂，涵盖的技术面广阔。其中，电机驱动系统是电动汽车能量转换单元的核心，电动汽车运行中振动剧烈且温度变化大，对驱动系统的可靠性、安全性提出了更高的要求。驱动电机是电驱动系统的主要执行部件，其性能好坏直接关乎整个驱动系统的性能。永磁同步电机因具有效率高、功率密度大等优点已成为目前车用驱动电机的主要发展趋势，但永磁同步电机自身即是一类复杂的多变量非线性系统，且存在参数时变和外部扰动等问题，其优化与控制对提高电动汽车的动力性、舒适性至关重要，传统的比例-积分控制方法已无法满足电动汽车对驱动系统的高性能要求，迫切需要新的理论和方法予以突破。模型预测控制因具有动态响应快、能处理约束、鲁棒性强等优点，已广泛应用于电机驱动和电力电子领域。

发明人发现，模型预测控制仍是一种依赖电机数学模型的控制方法，其控制性能容易受电机参数变化和外部扰动的影响，限制了该方法在实际电机驱动系统中的应用。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提供一种电动汽车用永磁同步电机无模型预测转速控制方法及系统，其利用无模型预测控制方法替代传统的比例-积分控制方法，实现电机转速的快速稳定跟踪控制。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开的第一方面提供一种电动汽车用永磁同步电机无模型预测转速控制方法，其包括：

获取永磁同步电动机的定子电流i_a和i_b，并分别通过坐标变换对应转化为转矩电流反馈量i_q和励磁电流反馈量i_d；

将永磁同步电动机转子的实时转速ω和转速参考值ω_ref至无模型预测转速控制器中，得到控制输出其中，为权重值；r(k)是指在当前时刻电机的转速参考值，即r(k)＝ω_ref，N_p表示预测时域；Δu(k)表示输入变量变化值；F和Ψ分别表示状态变量的系数矩阵和输入变量变化值的系数矩阵；

将控制输出与转矩电流反馈量i_q作差，将差值输入交轴电流控制器并输出交轴电压u_q；

将预设励磁电流与励磁电流反馈量i_d作差，将差值输入直轴电流控制器并输出直轴电压u_d；其中