[发明专利]一种计及占空比约束的永磁同步电机三矢量模型预测磁链控制方法

权利要求书

1.一种计及占空比约束的永磁同步电机三矢量模型预测磁链控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：由电流传感器获取三相电流i_a、i_b、i_c并由编码器获取电机电角度θ_e及电角速度ω_e，并利用Clark/Park变换计算定子电流dq轴分量i_d、i_q；

步骤2：由转速环PI控制器输出得到电磁转矩的参考值

步骤3：获取k时刻磁链测量值ψ_s(k)与d轴的夹角δ(k)，以及ψ_s(k)与(k+1)时刻磁链参考值之间的增量角Δδ(k+1)；

步骤4：获取(k+1)时刻参考电压矢量αβ轴的分量并确定参考电压矢量所在扇区，选出组成该扇区的两个有源电压矢量；

步骤5：获取(k+1)时刻磁链参考值dq轴的分量

步骤6：获取(k+1)时刻磁链预测值dq轴的分量ψ_d(k+1)、ψ_q(k+1)；

步骤7：计算价值函数值，选取最优电压矢量和次最优电压矢量；

步骤8：以磁链误差最小为目标，构建乘子罚函数计算各个电压矢量的占空比。

2.根据权利要求1所述的一种计及占空比约束的永磁同步电机三矢量模型预测磁链控制方法，其特征在于，所述步骤1中，由公式(1)获得电机电角速度ω_e，经公式(2)的Clark变换后得到定子电流αβ轴的分量i_α、i_β，再经公式(3)的Park变换后得到定子电流的dq轴分量i_d、i_q；

3.根据权利要求1所述的一种计及占空比约束的永磁同步电机三矢量模型预测磁链控制方法，其特征在于，所述步骤3中，首先根据式(4)获取k时刻dq轴的磁链分量ψ_d(k)、ψ_q(k)，接着通过公式(5)获取k时刻αβ轴的磁链分量ψ_α(k)、ψ_β(k)，再由公式(6)获取k时刻磁链测量值ψ_s(k)与α轴的夹角θ_s，然后通过公式(7)获取k时刻磁链测量值ψ_s(k)与d轴的夹角δ(k)；将式(8)所示的dq轴定子磁链方程代入公式(9)所示的电磁转矩T_e方程后对δ求导，得到如式(10)所示的电磁转矩微分方程，再结合一阶欧拉公式由公式(10)推导出如公式(11)所示的增量角Δδ(k+1)：

δ(k)＝θ_s-θ_e (7)

其中，L_d、L_q分别是dq轴电感分量，ψ_f表示永磁体磁链，i_d(k)、i_q(k)分别为k时刻定子电流dq轴分量，n_p表示电机极对数，T_e(k)表示k时刻电磁转矩测量值，dTe(k)/dδ(k)表示k时刻转矩Te(k)对δ(k)角的导数。