[发明专利]一种开绕组永磁游标直线电机的模型预测电流控制方法

权利要求书

1.一种开绕组永磁游标直线电机的模型预测电流控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)检测开绕组永磁游标直线电机的动子电流i_a、i_b、i_c，检测开绕组永磁游标直线电机的动子位置角θ_e，根据动子位置角θ_e对三相静止abc坐标系下的动子电流i_a、i_b、i_c进行同步旋转坐标变换，得到两相旋转dq0坐标系下的动子电流i_d、i_q、i₀；

(2)对dq0坐标系下开绕组永磁游标直线电机的电流方程进行前向欧拉离散化和向前一步数字延时补偿，得到开绕组永磁游标直线电机的电流i_d(k+1)、i_q(k+1)、i₀(k+1)，再进行模型预测，从而得到开绕组永磁游标直线电机的模型预测电流i_d(k+2)、i_q(k+2)、i₀(k+2)；

(3)根据给定动子线速度v_ref和由动子位置角θ_e计算得到的反馈动子线速度v，二者相减后经比例积分控制器PI输出q轴参考电流i_qref，d轴参考电流i_dref和0轴参考电流i_0ref均为0；

(4)根据无差拍电流预测原理和参考电流i_dref、i_qref、i_0ref，得到开绕组永磁游标直线电机的模型预测参考电压u_dref、u_qref、u_0ref；

(5)判断模型预测参考电压u_dref、u_qref、u_0ref的合成矢量在共直流母线双逆变器空间电压矢量分布图中的扇区位置，获得双逆变器中箝位逆变器VSI1输出的最优基本矢量U_{CI_opt}；

(6)根据双逆变器中箝位逆变器VSI1输出的最优基本矢量U_{CI_opt}在αβ0坐标系下的分量U_{α1_opt}、U_{β1_opt}、U_{01_opt}和双逆变器中开关逆变器VSI2输出的8个基本矢量在αβ0坐标系下的分量U_α2(i)、U_β2(i)、U₀₂(i)，构造U_{CI_opt}位于不同扇区的合成电压矢量表，参照该表得到双逆变器在αβ0坐标系下的8个合成电压矢量U_α(i)、U_β(i)、U₀(i)，i＝{0,1,2,3,4,5,6,7}；

构造方法如下：

(7)根据动子位置角θ_e对αβ0坐标系下的合成电压矢量U_α(i)、U_β(i)、U₀(i)进行同步旋转坐标变换，得到dq0坐标系下的合成电压矢量U_d(i)、U_q(i)、U₀(i)；

(8)根据合成电压矢量U_d(i)、U_q(i)、U₀(i)，第一轮利用价值函数评估8次并取最小值，获得开关逆变器VSI2输出的第一个最优基本矢量U_{SI_first}，并计算其最优占空比d_opt；

(9)根据最优占空比d_opt，第二轮利用价值函数评估8次并取最小值，获得开关逆变器VSI2输出的第二个最优基本矢量U_{SI_second}；

(10)根据最优基本矢量U_{CI_opt}，得到箝位逆变器VSI1中6个IGBT的开关信号S_a1+、S_a1–、S_b1+、S_b1–、S_c1+、S_c1–，根据最优基本矢量U_{SI_first}、U_{SI_second}及最优占空比d_opt，得到开关逆变器VSI2中6个IGBT的开关信号S_a2+、S_a2–、S_b2+、S_b2–、S_c2+、S_c2–，最后，对共直流母线双逆变器的12个IGBT进行导通和关断控制。