[发明专利]三电平永磁同步电机的控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种三电平永磁同步电机的控制方法及装置。其中，该方法包括：获取当前电流在下一个采样时刻的预测电流，其中，当前电流和预测电流均为d‑q坐标下的电流值；根据预测电流对当前转矩和当前磁链进行更新，得到更新后的当前转矩和更新后的当前磁链；根据更新后的当前转矩和更新后的当前磁链确定误差矢量低于预定阈值的电压矢量序列；对电压矢量序列进行评估，得到最优矢量序列；基于最优矢量序列确定最优电压矢量占空比，并基于最优矢量序列进行开关状态转换，以对三电平永磁同步电机进行控制。本发明解决了相关技术中模型预测磁链控制可靠性较低的技术问题。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体而言，涉及一种三电平永磁同步电机的控制方法及装置。

背景技术

模型预测控制能够实现对永磁同步电机多变量强耦合的非线性系统进行优化控制，便于处理系统复杂约束且易于实现；但是在传统的双矢量模型预测控制中，采用在价值函数中加入权重系数来实现对永磁同步电机系统的控制，但权重系数整定比较繁琐且对系统影响过大，两电平双矢量模型预测控制中，只采用有效矢量和零矢量实现对电机的控制；但在实际控制中，有效矢量不能在有限的时间内对转矩和磁链调整到转矩和磁链参考值，零矢量只能对转矩产生作用，不影响磁链性能；在三电平双矢量模型预测控制中，有通过将转矩公式整合到转矩角表达式中，最后采用模型预测磁链控制算法，消除预测磁链公式中的权重系数，达到对磁链控制性能的提升，但其仍然采用的是双矢量控制，其中点电压控制是通过采样中点电压的方式进行小矢量的选择，在中点电压性能方面并不好，且没有考虑数字控制系统的延迟效果。

针对上述相关技术中模型预测磁链控制可靠性较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种三电平永磁同步电机的控制方法及装置，以至少解决相关技术中模型预测磁链控制可靠性较低的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种三电平永磁同步电机的控制方法，包括：获取当前电流在下一个采样时刻的预测电流，其中，所述当前电流和所述预测电流均为d-q坐标下的电流值；根据所述预测电流对当前转矩和当前磁链进行更新，得到更新后的当前转矩和更新后的当前磁链；根据所述更新后的当前转矩和所述更新后的当前磁链确定误差矢量低于预定阈值的电压矢量序列；对所述电压矢量序列进行评估，得到最优矢量序列；基于所述最优矢量序列确定最优电压矢量占空比，并基于所述最优矢量序列进行开关状态转换，以对三电平永磁同步电机进行控制。

可选地，获取当前电流在下一个采样时刻的预测电流，包括：对三相定子电流进行采样，得到三相定子电流，其中，所述三相定子电流为三相静止轴下的电流；对所述三相定子电流进行坐标转换得到所述d-q坐标下的当前电流；根据欧拉前向公式对所述当前电流进行处理，得到所述预测电流。

可选地，根据所述预测电流对当前转矩和当前磁链进行更新，得到更新后的当前转矩和更新后的当前磁链，包括：根据所述当前电流以及转换和磁链方程得到转矩和磁链分别在下一个采样时刻的转矩预测值、磁链预测值；将所述转矩预测值和所述磁链预测值作为当前时刻的转矩参考值和磁链参考值；根据所述转矩参考值和所述磁链参考值对所述当前转矩和所述当前磁链进行更新，得到更新后的当前转矩和更新后的当前磁链，其中，所述更新后的当前转矩和所述更新后的当前磁链为下两个采样时刻上的转矩值和磁链值。

可选地，根据所述更新后的当前转矩和所述更新后的当前磁链确定误差矢量低于预定阈值的电压矢量序列，包括：根据基本电压矢量和当前定子电压矢量参考值确定误差项，其中，所述误差项为用于评价转矩和磁链控制性能的价值函数值；基于所述误差项对基本电压矢量进行滚动优化计算与评价，将误差矢量最低的预定数量的基本电压矢量作为所述电压矢量序列的元素，得到所述电压矢量序列。

可选地，对所述电压矢量序列进行评估，得到最优矢量序列，包括：获取三电平永磁同步电机在三矢量控制中的平均中点电流；利用所述平均中点电流对所述电压矢量序列中的电压矢量进行中点电压评估，得到所述最优矢量序列，其中，所述最优矢量序列中为冗余矢量。