[发明专利]一种基于改进型扰动观测器的弧线电机预测控制方法

权利要求书

1.一种基于改进型扰动观测器的弧线电机预测控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、建立速度环模型预测控制，根据位置检测转速计算模块得到的转速实际值与设定转速值输入到速度环模型预测控制，得到q轴电流初始给定值；

步骤2、建立负载转矩观测器，根据采集到的q轴电流和位置检测转速计算模块得到的机械角速度辨识负载转矩，并依据前馈补偿原理补偿q轴电流初始给定值，得到补偿后的q轴电流参考值；

步骤3、建立参数扰动观测器，根据Clark变换和Park变换，计算采集到的dq轴电流实际值和位置检测转速计算模块得到的电角速度，观测出dq轴电流观测值和扰动补偿观测值；

步骤4、建立电流环无差拍预测控制，根据给定i_d＝0和补偿后的q轴电流参考值输入到电流环无差拍预测控制，得到dq轴的电压矢量；

步骤5、将扰动补偿观测值作为前馈补偿给dq轴电压矢量，将补偿后的dq轴电压矢量通过坐标变换与空间矢量脉宽调制(SVPWM)计算得到逆变器控制所需输出开关信号。

2.根据权利要求1所述的基于改进型扰动观测器的弧线电机预测控制方法，其特征在于，步骤1中将转速误差值输入到设计的一阶指数形式的参考轨迹中，并选择二次型性能指标函数使得预测输出接近参考轨迹并减小控制增量的变化；通过滚动优化的方式输入到预测模型中来提高系统的鲁棒性；使用反馈校正考虑外部扰动和参数变化对转速误差的影响，进行输出预测补偿。

3.根据权利要求1所述的基于改进型扰动观测器的弧线电机预测控制方法，其特征在于，步骤2中建立负载转矩观测器观测负载转矩，根据采集到的q轴电流和位置检测转速计算模块得到的机械角速度辨识负载转矩，通过前馈控制的原理补偿q轴电流初始给定值，得到补偿后的q轴电流参考值。

4.根据权利要求1所述的基于改进型扰动观测器的弧线电机预测控制方法，其特征在于，步骤3中建立参数扰动观测器观测参数失配情况下的扰动补偿量，根据采集到的dq轴电流和位置检测转速计算模块得到的电角速度观测出dq轴电流观测值和扰动补偿观测值。

5.根据权利要求1所述的基于改进型扰动观测器的弧线电机预测控制方法，其特征在于，步骤4中根据电流给定参考值和观测电流值、位置检测转速计算模块得到的电角速度，通过电机的电压方程、磁链方程以及机械运动方程精确计算出下一控制周期所需的dq轴电压矢量，保证作用该电压矢量的一个周期后，电机电流能精确跟踪电流给定参考值。